全球和区域变暖已经得到国际大多数学者的公认。气温升高可能会导致蒸散发的增加，然而在全球气候变暖的趋势下，却发现了全球蒸发皿蒸发量及潜在蒸散发在减少的现象，从而引发了不同蒸散发理论之间的争论，其中以Penman蒸发正比假设和Bouchet蒸发互补假设的两种争论最为典型。关于蒸散发理论、变化趋势以及水循环对气候变化的响应成为当今水文科学领域的热点问题，并引起了气象、水文界的广泛关注，而准确模拟和估算蒸散发量显得尤为重要。由于实际蒸散发很难直接测定，常用潜在蒸散发或蒸发皿蒸发反映区域蒸发能力的大小。目前，多数有关蒸发皿蒸发和潜在蒸散发下降趋势的报道都停留在2001年左右，缺乏最新变化趋势的研究分析，尤其是蒸发皿蒸发和潜在蒸散发逆转趋势的发生。本文引入改进后的PenPan模型和Penman-Monteith公式模拟并分析了西北干旱区的蒸发皿蒸发和潜在蒸散发时空变化规律;利用SEBAL模型及MODIS遥感数据估算典型流域实际蒸散发变化水平;揭示研究区蒸发潜力与实际蒸散发的关系，探讨流域范围内气候变化下的水循环响应。　　1、模拟和估算近50年中国西北干旱区蒸发皿蒸发变化水平;从模型物理机制的角度解析引起蒸发皿蒸发趋势变化的原因。结论如下:(1)西北干旱区蒸发皿蒸发水平以1993年为转折点，由显著下降逆转为显著上升的趋势。总体来说，引起西北干旱区蒸发皿蒸发变化的主要驱动因素是空气动力学项。在1958-1993年阶段，77％的站点由空气动力项变化引起的蒸发皿蒸发以-5.6 mm年-2的速度下降;而在1994-2010年阶段，79％的站点由空气动力项变化引起的蒸发皿蒸发以8.6 mm年-2的速度上升。地表风速变化是引起1958-1993年蒸发皿蒸发显著下降的主要驱动因素，而在1994-2010年阶段，地表风速和水汽压差对蒸发皿蒸发上升趋势共同起了重要的作用。　　2、根据Penman-Monteith公式估算研究区潜在蒸散发水平:(1)西北干旱区潜在蒸散发水平以1993年为转折点，由显著下降逆转为显著上升的趋势，这与蒸发皿蒸发年际变化趋势一致。(2)潜在蒸散发受多种因素的共同作用影响，而且与之不是简单的线性关系。西北干旱区风速、日照时数、气温日较差，这三个要素对潜在蒸散发的影响程度明显高于其他因素，是与影响西北干旱区潜在蒸散发变化因素中关联性最强的三类因子;而其它气象要素如气温、降水、相对湿度对潜在蒸散发变化趋势的影响相对较小。　　3、利用遥感数据，校正和确定SEBAL模型中的参数，估算研究区典型流域实际蒸散发水平及空间区域差异。总体来说，博斯腾湖流域实际蒸散发量介于0-6.8 mm/天之间。蒸散发最大值表现在上游开都河流域的山区中部及绿洲区;博斯腾湖水体蒸发次之;而最小值出现在无植被生长或低覆盖度植被生长的未利用地，即孔雀河下游地区，约为1-3 mm/天，个别区域在0-1 mm/天。表明实际蒸散发主要与植被盖度及水分供给状况有关。　　4、讨论研究区不同时空尺度上实际蒸散发与蒸发潜力之间的关系，在此基础上探讨干旱区水循环过程的响应。(1)在年际尺度上，干旱区的实际蒸散发与蒸发潜力之间存在互补关系但并不十分显著。蒸发潜力与实际蒸散发二者的反向分布关系由于蒸发潜力的逆转趋势，而将发生较复杂的变化。(2)西北干旱区蒸发皿蒸发有5年的弱周期和17年的强周期;潜在蒸散发有12年的弱周期，7年的强周期;而实际蒸散发没有明显的周期性变化。(3)选择位于山区产流区的开都河流域作为研究对象，在年内尺度上，典型流域实际蒸散发与潜在蒸散发呈现正相关关系。从水热耦合平衡的角度来理解，年内的变化过程中水热是同期的。蒸散发规律更有待于做长期更深入的研究。