特定的自然地理环境和季风气候决定了我国干旱频发。在气候变化和人类活动影响下,我国面临更加严峻的干旱形势。认识过去干旱变化规律有助于应对未来干旱情势。干旱预报对于指导抗旱,尤其是农业灌区的抗旱有着重要的实践意义。本文提出时空连续的干旱识别方法和干旱历时-面积-烈度的多变量频率分析方法;在此基础上,分析我国近50年的干旱时空变化规律;以华北平原典型引黄灌区为例,构建了基于长期径流预报和短期土壤墒情预报的引黄灌区干旱预报方法。干旱持续时间久、影响范围大,时空连续性是它的基本特征。传统的干旱研究往往针对某一区域,分析干旱随时间的变化;或者针对某一时段,分析干旱在空间上的变化。这种时间和空间分离的干旱分析方法无法揭示干旱的时空连续变化特征。本文提出了时空连续的干旱事件三维识别和度量方法,实现了对干旱时空特征的完整表达。在此基础上,提出了基于Copula函数的干旱历时-面积-烈度的三变量频率分析方法。采用SPI干旱指标,以我国西南地区为例进行应用,结果显示干旱识别结果与旱情记载情况相一致,计算得出2009年8月—2010年6月发生在我国西南的秋冬春连旱的重现期为94年一遇。分析我国1960—2012年主要气象因子以及干旱指标SPI、RDI、SPEI的变化趋势,并基于SPEI指标对我国非干燥区进行干旱事件识别和频率计算,分析近50余年我国干旱的时空变化规律。华北平原至长江中下游北岸一带干旱频发,是我国的干旱中心;西南地区、四川省东部和重庆、以及黄土高原一带呈变干趋势;青藏高原呈变湿趋势;研究区域共发生历时大于等于3个月的干旱176场,其中发生在1962年10月—1963年10月的干旱事件最严重,重现期为109年一遇;1960年代旱情最为严重,1980年以来我国干旱有增多趋势,且多集中于长江以南地区。华北平原是我国粮食主产区之一,也是我国的干旱中心。该地区农田灌溉主要依赖于引黄河径流,灌区干旱情况取决于本地降水和黄河来水的亏缺程度。以华北平原最大引黄灌区——位山灌区为例,采用Copula频率分析方法计算得到当地降水和黄河来水同时出现25%枯水情况的概率为10年一遇。基于SPI指标计算方法和Copula函数提出引黄灌区水文-气象综合干旱指标CHMI。采用随机森林模型进行黄河花园口径流中长期预报,利用ECMWF天气预报产品驱动生态水文模型(HELP)进行灌区土壤墒情滚动预报,两者相结合构成引黄灌区干旱预报方法。