降水及其导致的干湿异常对自然生态和社会经济发展的影响十分巨大,因此提高降水预测的准确率和预估的可信度具有重要意义,同时这也是气象研究领域一直以来的一个科学难点问题。本论文正是围绕这一问题开展了研究工作,得到的主要结论如下:　　 首先,利用CMIP3耦合模式分析了不同排放情景下我国未来夏季降水的变化。结果表明,在全球变暖背景下,我国夏季降水整体呈现增加趋势,但也表现出明显的局地特征。我国东部和高原地区的降水在21世纪表现出增加的趋势,而且模式间的一致性较高;相反新疆南部地区表现为持续减少的趋势,而西南地区夏季降水则先减少后增加,不同模式对降水这些局地特征的模拟也都表现出较好的一致性。我国其他地区夏季降水变化不大,同时模式模拟的一致性也较差。我国夏季降水的增加与变暖背景下东亚夏季风环流的增强有着密切关系。当东亚夏季风增强时,由低纬度大洋和南海地区向我国大陆的水汽输送增加,使得该地区大气含水量增多,从而为我国东部地区夏季降水的增加提供了有利条件。此外,西太平洋副热带高压活动持续增强,其变化对我国东部地区夏季降水的影响程度和范围也明显增加。　　 与全球变化同步,我国极端降水的变化速度明显大于平均降水的变化。到了21世纪末,我国东部地区暴雨频率、强度和暴雨贡献率相对1980-1999年都显著增加,但也表现出了明显的区域特征。我国北方地区暴雨量的增加主要是由于暴雨强度增强的结果,而南方地区的增加是由于频率和强度共同作用的结果。对大尺度环流背景的分析表明,我国暴雨事件的增加与增暖背景下从阿拉伯海和西北太平洋地区向我国东部地区水汽输送的增强有着紧密联系;而且在变暖背景下大气层结不稳定性的增强也有利于暴雨的发生。　　 随着平均降水和极端降水事件的增加,未来百年,我国大部分地区,特别是我国北方地区,干旱频率显著减少,持续时间缩短,干旱强度有所减弱,北方干旱化将会得到明显缓解。到了21世纪末,多模式集合的我国区域平均干旱频率相对1980-1999年减少了24.58%,RegCM3区域气候模式的预估结果相对减少了21.12%。而洪涝事件在全国范围内都出现了显著增加,并且持续时间增长,强度增强。到了21世纪末,RegCM3和多模式集合模拟的全国区域平均洪涝频率相对1980-1999年分别增加了69.08%和59.16%,而且所有耦合模式都表现出了与多模式集合一致的变化特征。未来百年,我国干旱面积将会显著减少,而洪涝面积明显增多。　　 耦合气候模式对东亚地区季节降水的预测能力十分有限。为了提高其短期气候预测水平,我们发展了一种新的统计降尺度方法,该方法的核心思想为:基于观测降水,利用耦合模式模拟最好的、最稳定的且与降水有一定物理联系的预测因子建立预测模型,进而开展降水预测。相比耦合模式直接回报结果,该方法可显著提高我国站点季节降水的预测技巧,相关系数显著增加,年际变率增强,均方根误差明显减少,而且它能够合理地预测我国季节降水的极值年份。另外,它也能够合理地预测我国每年季节降水的空间分布特征。而且多模式集合预测技巧明显高于单个耦合模式结果,多模式集合预测的我国夏季降水1980-2001年平均的距平相关系数由0.10增加到了0.71,均方根误差相对减少了49.1%;春季降水多年平均的距平相关系数由耦合模式模拟的0.18增加到了0.70,均方根误差相对减少了67.3%。因此,多模式集合的统计降尺度方法可有效提高耦合模式对我国季节降水的短期气候预测能力。　　 新疆地区在1988年左右发生了一次由干向湿的气候转型,由此新疆地区的自然环境得到了较大改善。对于这次新疆地区干湿转型的物理机制是近些年来热议的一个科学问题。我们研究发现东亚-太平洋遥相关型(EAP)的位置和强度在20世纪80年代末的一次年代际突变对于新疆地区夏季气候的转型具有重要作用。在1988年以前,EAP波列相对较弱,位置偏东,而在之后,EAP波列的强度显著增强,其位置也发生西移。EAP强度的增强以及位置的西移使得中纬度从西北太平洋向西的异常水汽输送增强,能够一直延伸到我国内陆地区,使得新疆区域内大气含水量相比前期显著增加,有利于新疆地区夏季降水的增多。这一研究结果有助于加深对新疆地区气候变化的认识,有利于提高新疆地区夏季降水的短期气候预测水平。