为研究新疆地区近20多年来出现的气候和水分过程的转折性变化特征，本文利用新疆地区109站的气象观测数据对过去近半个世纪的区域气候变化特征进行了分析，同时，利用该观测资料建立了区域陆面模式的驱动场，并通过此驱动场运行改进了水文模块的美国国家大气研究中心的公用陆面模式(NCAR/CLM)，对新疆地区的地表水分过程的长期(1960-2005年)变化进行非耦合(off-line)模拟研究，进一步通过与其它不同驱动场模拟结果的比较研究来揭示区域气候水分过程的变化特征及可能成因，包括对新疆地区的径流、蒸散量和陆地水储量的分析研究，同时结合观测资料对地表水分的收支状况进行了估算，探讨了地表水分收支的各个分量与气候因子的对应关系，主要的结论可归纳如下：　　 (1)通过分析发现，新疆地区近46年来的降水转折点发生在1985年的冬季。除吐鲁番地区外，新疆其它地区降水量都是增加的；全疆的气温均呈升温趋势，北疆的增加率要高于南疆，西疆的增加率低于东疆。日照时数总体上表现为下降的趋势，仅在南疆的西南和东疆部分地区有所增加；相对湿度明显增大，其时空变化与降水的时空变化形态相似；年总云量减少在时空上都为减少趋势，但低云量明显增加，与降水的增加趋势相对应，说明这个地区近30年降水的增加主要由低云增加所致，其发生转折性变化的时间与降水一致。结合总云量和低云量的变化，可以认为新疆地区高云量下降是因为西风携带来的水汽可能减小，因此我们推断新疆地区的降水增多有一部分是由于本地实际蒸散量的增多引起的。　　 (2)利用新疆气象站点一日四次观测资料建立的大气驱动场相对于已有的两个全球驱动场能够更好的反映新疆地区真实的大气状况，这主要体现在两点上，一是相对于另两个驱动场，本地驱动场中各个变量(包括降水、气温、风速、气压、比湿)全疆平均的时间变化曲线在量值、变化趋势及时空分布上包含了更多的观测信息；二是驱动场中各个变量在空间变化上既能表现出大的空间变化型，也能很好的捕捉到局地小尺度区域(观测站点分布更密集)的空间变化特征，而另两个驱动场只能描绘出大的空间分布形态。　　 (3)包含的观测信息相对较少。对于新疆这个局域尺度的变化分析，更多的观测信息是刻画区域尺度变化的基础。　　 (4)模式的模拟结果表明：新疆地区的径流总体上表现为增加的趋势，与降水变化一致，在1986年减少趋势转成增加趋势；北疆大部分地区的径流都是增加的，但南疆大部分地区的径流则减少，天山山区相对于其它地区径流量增加的最多，这可能是由于不仅受降水增加的影响，而且温度的升高也有助于冰川融水对河流的补给。辐射场对径流的模拟结果影响不大，降水的多寡决定径流的丰缺，是决定径流结果的根本原因。　　 (5)新疆地区全年和夏季的蒸发皿蒸发总体上表现为显著的下降趋势，与陆面模式模拟的全年和夏季地表实际蒸散的变化趋势相反，这个结论支持Brutsaert and Parlange提出的蒸发皿蒸发和实际蒸散之间具有互补相关关系(变化趋势相反)的理论，与Lawrimore等在美国干旱区所发现的现象一致。相对于降水，太阳辐射对地表实际蒸散的模拟结果影响较小，降水仍然是地表实际蒸散量大小和时空变化的决定性因素，这表明在干旱地区水分才是实际蒸散量最重要的决定因子。　　 (6)新疆地区的陆地水储量的总体下降趋势伴随着陆地水储量的变化量随时间增加的趋势，在降水增加后，陆地水储量减少的趋势有所减弱。空间上新疆地区的陆地水储量表现为明显的南疆小，北疆大的特点，而且对其趋势系数的分析表明在那些陆地水储量较高的地区，陆地水储量也基本上是增加的，而那些陆地水储量较低的地区，陆地水储量则是减小的，也就是陆地水储量会向更极端的方向发展，这给新疆地区水资源的利用和管理提出了新的挑战。　　 (7)新疆地区地表水分收支的各个分量都表现为增加或者上升的趋势，说明新疆地区区域水循环有加速的迹象。其中降水和蒸散量的上升明显，达到了99％的信度检验水平。不同驱动场模拟的地表实际蒸散量的增加量分别占降水增长量的58.7-68.4％，而径流的增加量仅占降水增加量的2.5-8.4％，充分体现了干旱地区的地表水分分配规律。从时间序列上来看，降水和蒸散量的差值在降水发生转折性增加后出现负值的概率也大大减小，从空间分布上来看，降水和蒸散量差值在新疆约7096的区域都是负值，说明新疆还是一个典型的干旱区。降水减去蒸散量的趋势系数的空间变化结果则表明新疆的大部分地区在近50年都有变湿的倾向。