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本文采用2003年1月～2013年3月的GRACE(Gravity Research and ClimateExperiment)时变重力场球谐系数、陆地同化模型系统同化数据GLDAS(Global LandData Assimilation System)及GRACE水储量产品数据，结合Mann-Kendall非参数检验、EOF（Empirical Orthogonal Function）主成分分析、相关性检验法，研究了天山山区降水、蒸散发及P-E（Precipitation-Evapotranspiration）、水储量的时空变化，分析了天山山区降水及蒸散发变化对天山山区水储量变化的影响。 本文结论如下: (1)2003年1月～2013年3月天山山区降水量、蒸散发量有明显的季节变化，夏季该区降水和蒸散发量较大，冬季该区降水和蒸散发量比较小，整个研究时段天山山区降水和蒸散发呈增加趋势，同时，降水及蒸散发均在2008年出现最小值。与此同时，研究结果还表明天山山区的P-E大多数情况下为负值，虽然在研究时段内P-E有所增加，但是在整个研究时段内P-E的线性拟合值始终为负。 (2)2003年1月～2013年3月天山山区的降水量、蒸散发量及P-E量变化率的空间分布在月尺度和季节尺度上，空间差异很大，并且这种差异随着季节变化和气候变化不断发生改变;在年时间尺度上，天山山区的降水变化率在西部地区为正（增加），在中东部为负（减少）;天山山区的蒸散发量变化率在西部也为正（增加），在中东部为负（减少）;天山山区的P-E在西北部为正（增加），在东部为负（减少）。 (3)2003年1月～2013年3月天山山区水储量在年内月变化上，头年8月到次年1月，研究区域内陆地水储量为亏损状态，3～7月研究区域内陆地水储量为盈余状态;在年内季节变化上，秋季陆地水储量最少，春季最多;在年际变化上，CSR机构提供的GRACE球谐系数估算的天山及其周边地区陆地水储量变化振幅约为-80～75mm，以0.49±0.1mm每月的速度下降，GRGS机构提供的GRACE的3级产品估算的天山山区陆地水储量变化振幅约为-120～100mm，以0.56±0.3mm每月的速度下降，两种数据结果相关系数达0.86。 (4)2003年1月～2013年3月天山山区的水储量变化率的空间分布在月尺度和季节尺度上，受天山山区降水、蒸散发及P-E的影响，空间差异很大，并且这种差异随着季节变化和气候变化不断改变;在季节变化率上，春季研究区域内西部水储量呈明显的增加趋势，东部呈减少的趋势，夏季研究区域内水储量除个别地区之外几乎全为增加趋势，秋季研究区域内东部水储量增加，中西部地区水储量减少，冬季研究区域内西部水储量呈增加趋势，中东部水储量呈减少趋势;在年变化率上，整个天山山区的水储量呈减少趋势，并且东部减少趋势比西部更明显，通过了99％的置信区间的M-K检验。