西北地区位于欧亚大陆中心，占我国总面积的30％以上，是东亚季风区与中亚干旱区的过渡区域。西北地区四周被昆仑山、天山等高原山脉阻挡，水汽输送较弱，大部分地区年降水量不足300mm，下垫面以沙漠戈壁与稀疏植被为主。其生态系统和水资源系统都较为脆弱，对人为扰动和气候变化响应敏感。另一方面，西北地区陆面过程与陆气相互作用强烈，夏季是欧亚大陆感热通量最强的地方，同时也是东亚季风系统中的重要一员，对局地和区域气候具有深刻的影响。　　本文以“全球气候变化背景下西北地区陆面过程和陆气相互作用的研究”为主题，首先利用已有的长时间观测数据对全球气候变化背景下西北地区气候要素及地表状况的变化进行分析研究，找到西北地区气候与地表状况变化的背景规律;接着利用公用陆面模式CLM4.0(Community Land Model4.0)，模拟西北地区地表能量过程和水文过程的长时间的变化，分析气候变化背景下西北地区地表能量变量和水文变量的趋势变化和年际震荡特征;然后利用公用大气模式CAM3.0(Community Atmosphere Model3.0)通过敏感性试验来研究西北地区植被变化所导致的陆面过程与陆气相互作用的改变对于局地和区域气候的影响;最后对西北地区大尺度、长时间的地表能量通量进行初步的遥感反演，并利用两套常用的再分析资料中的地表能量通量数据与遥感反演结果进行对比与评估。取得以下一些初步结论:　　(1)在全球气候变化背景之下，西北地区气温上升，降水增多，风速减小，入射短波辐射减少，入射长波辐射增加，这些因素综合作用使得西北地区地表能量过程发生了明显改变，获得的地表净辐射通量和感热通量下降，潜热通量有所上升，感热加热的减小有可能导致大气环流的变化从而影响我国其他区域，同时西北地区水文过程则加速循环进行，而西北地区东部降水有所减少，其原因可能是东亚季风特别是华中地区温度下降而导致的东亚夏季风减弱，使得水汽输送减少。　　(2)西北地区的植被变化对于局地及区域水文气候有着显著的影响，从局地来看，荒漠化加剧之后，西北地区水文循环变弱，年降水量、年蒸发量、地表径流、地表土壤含水量等水文变量都不同程度地有所降低，局地加热减弱，空气下沉。从东亚区域来看，西北地区荒漠化加剧之后，地表加热负异常，沿青藏高原产生反气旋式结构，使得孟加拉湾上空向我国东部的水汽输送减弱，使得我国东部的降水量和云量减少，这也反过来使得我国东部地表加热增强，更加促进了孟加拉湾上空水汽向我国东部的输送;而西北地区植被增多之后，情况则相反。　　(3)本文使用已相对成熟与完善的地表辐射数据集和地表气象数据集，结合相关的遥感参数化方案，对西北地区大尺度、长时间的地表能量通量进行初步的遥感反演，并利用两套常用的再分析资料中的地表能量通量数据与遥感反演结果进行对比与评估，结果显示遥感手段对于西北地区地表能量通量的变化有一定的反演能力，地表净辐射通量结果与再分析资料较为接近，感热通量结果低于再分析资料，潜热通量结果高于再分析资料，土壤热通量结果的可信度则优于再分析资料。