本书以我国长期观测的水文气象数据和多源融合产品为基础，采用先进的水文气候诊断分析和检测方法，结合遥感、同位素技术和数值模拟等手段，对我国西北干旱区大气水分循环要素及演变过程进行了系统分析，定量估算了水汽输送路径对干旱区强降水过程的影响，揭示了干旱区大气水分循环结构及其演变规律；分析了干旱区干湿气候变化特征，揭示了气候变化对生态环境和水文水资源的影响。
本书深化了对我国西北干旱区大气水分循环过程的科学认识，为丝绸之路经济带核心区应对气候变化和生态文明建设提供科学支持，为干旱区生态和水资源脆弱性与适应对策研究提供基础科学信息。
本书适合与气候变化、水资源和生态环境有关的政府部门、高等院校和科研院所从事教学、研究的人员以及相关专业研究生、本科生等阅读。

前言
第1章 绪论
1.1 地理环境概述
1.1.1 地理位置
1.1.2 地形地貌
1.1.3 水文水资源
1.1.4 生态环境
1.2 西北干旱区气候特征
1.2.1 西北干旱区气候概述
1.2.2 大气环流对西北干旱区气候的影响
1.2.3 地形地貌对西北干旱区气候形成的影响
1.3 西北干旱区水分循环研究进展
1.3.1 大气水分循环要素变化研究进展
1.3.2 大气水分循环要素变化的影响因素
1.4 大气水分循环
1.4.1 全球水分循环
1.4.2 大气水分循环
第2章 大气水汽与水汽输送变化特征
2.1 水汽和水汽输送计算方法
2.1.1 大气水汽含量的估算
2.1.2 大气水汽通量
2.2 基于观测的大气水汽含量估算及变化
2.2.1 基于探空资料的水汽含量变化
2.2.2 地表水汽压反映的水汽含量变化
2.2.3 气温和地表水汽压的关系
2.3 水汽输送及水汽收支变化
2.3.1 水汽含量变化
2.3.2 水汽输送特征
2.3.3 水汽输送量及收支变化特征
2.4 天山山区水汽及变化研究
2.4.1 天山山区水汽含量变化
2.4.2 基于ERA-Interim再分析资料的水汽含量
2.4.3 云液态水含量的分布特征
2.4.4 云冰态水含量的分布特征
2.4.5 云水含量的垂直分布特征
2.4.6 夏季云水含量的经向变化
2.4.7 夏季云水含量的纬向变化
2.4.8 伊犁河谷水汽含量及变化
2.5 地基遥感资料在大气水汽反演中的应用
2.5.1 地基GPS水汽及其应用
2.5.2 微波辐射计的应用
第3章 降水量的时空变化特征
3.1 观测的降水量的时空分布
3.1.1 降水量的变化趋势
3.1.2 降水量的年际变化特征
3.1.3 降水量的年代际变化
3.1.4 降水量的突变和周期特征
3.1.5 降水量与主要大气环流因子的相关分析
3.1.6 极端降水的变化特征
3.2 多源降水资料的降水变化特征
3.2.1 降水量的时空分布
3.2.2 降水量的年内循环
3.2.3 降水量的年际变化
3.2.4 降水量的变化趋势
3.2.5 降水量的时空模态
3.2.6 多源格点降水数据的综合评估
3.3 天山地形对降水变化的影响及模拟
3.3.1 天山山区降水量时空分布
3.3.2 天山地形对降水插值效果的影响
3.3.3 地形对天山夏季降水影响的模拟
3.4 增湿的海拔依赖性
3.4.1 山区气候研究概述
3.4.2 增湿趋势与海拔的关系
3.4.3 增湿海拔依赖性的形成机理
3.4.4 增湿海拔依赖性的不确定性
3.5 小时降水量变化
第4章 西北干旱区实际蒸发量估算
4.1 蒸散发研究的理论基础与相关假设
4.1.1 蒸散发研究的理论基础
4.1.2 蒸散发的相关假设
4.2 实际蒸散发量的遥感反演
4.2.1 MOD16A3蒸散发产品精度评估
4.2.2 基于MODIS数据的蒸散发量估算
4.2.3 基于MODIS数据的天山山区蒸散发量估算
4.3 基于Budyko假设的实际蒸散发量估算
4.3.1 Budyko水热耦合平衡假设
4.3.2 Budyko假设的干旱内陆河流域蒸散发模型
第5章 大气水分循环及其变化
5.1 全球大气水分循环
5.2 大气水分循环研究方法
5.2.1 水汽再循环的气候学方法
5.2.2 水汽再循环的同位素学方法
5.3 干旱区西部大气水分循环过程
5.3.1 气候要素变化特征
5.3.2 水汽输送与水汽收支
5.3.3 水汽再循环变化
5.3.4 大气水分循环过程概念模型
5.4 天山大气水分循环过程
第6章 暴雨过程大气水循环过程与模拟
6.1 暴雨的变化及水汽输送
6.2 典型暴雨过程的水汽路径与源地模拟
6.2.1 拉格朗日轨迹模式介绍
6.2.2 拉格朗日轨迹模式模拟方案
6.2.3 天山山区暴雨过程的水汽路径与源地模拟
6.2.4 新疆东部暴雨过程水汽路径与源地模拟
第7章 西北干旱区西部气候干湿转折变化
7.1 常用干湿指数简介
7.1.1 常用的干湿指数
7.1.2 标准降水蒸发指数—SPEI
7.1.3 SPEI干湿指数数据集
7.2 干旱指数的适用性评估
7.2.1 GRACE重力反演与气候试验卫星介绍
7.2.2 GRACE反演水储量
7.2.3 基于GRACE的干早指数适用性评估
7.3 降水量和潜在蒸散发量对干湿变化的影响
7.3.1 SPEI和SPI的关系
7.3.2 降水量和潜在蒸散发量对干湿变化的影响
7.4 干湿多时间尺度变化
7.4.1 干湿变化趋势
7.4.2 干旱频次和干旱站次比变化
7.4.3 极端干旱事件特征
7.5 气候干湿转折及可能机制
7.5.1 干旱区气候发生干湿转折信号
7.5.2 AMO对干湿气候变化的影响
7.5.3 ENSO对干湿气候变化的影响
第8章 气候变化对水资源的影响
8.1 气候变化影响水资源研究概述
8.2 气候变化影响水资源的研究方法
8.2.1 气候敏感法
8.2.2 累积量斜率变化率比较法
8.3 气候