降水是最重要的气候指标之一,也是水循环过程中最基本的环节,受大气环流、纬度、海拔、地形等众多因素影响,其变化规律十分复杂。降水在空间维度的分布不均匀和在时间维度的分布多变性是导致干旱、洪涝等气象灾害的直接原因。因此,对于降水的观测及其时空变化特征的分析,可以为旱涝灾害的预测和防治提供参考,对于工农业生产稳定运行、粮食安全、水利开发、江河防洪以及工程管理等方面具有重大意义,也有助于降低灾害导致的社会经济损失及保障人民生命财产安全。由于我国夏季和秋季(6-11月)降水相对于冬季、春季更加丰沛,夏秋两季的降水总量对于全年降水量起决定性的作用,因此本文基于全国31个省、自治区和直辖市的756个国家基本、基准气象站和自动站1954-2017年逐日降水量数据,对各地区夏季和秋季降水的时空变化特征展开研究。本文针对不同的样本数据类型,采用恰当的研究方法使估计结果准确可靠。首先分别对各地区夏季和秋季总降水量、降水强度进行了线性趋势分析、Mann-Kendall检验和滑动t检验,确定其变化趋势的方向、显著性和突变点。对存在极端降水的序列,采用泰尔森斜率法对趋势的变化速率进行鲁棒估计,排除了异常值的影响。然后根据最大连续无降水日数(Consecutive Dry Days,CDD)指标服从离散型偏态分布且过度离势的特点,采用(拟)泊松回归模型对其进行趋势分析,揭示了各地区夏秋两季极端干旱情况的变化特征。接着基于CDD的定义,提出可衡量地区总体干旱状况的平均连续无降水日数(Average Consecutive Dry Days,ACDD)指标,同时根据其服从连续型偏态分布的特征,引入随机序理论和非参数El Barmi-McKeague检验,在概率分布意义下对各地区1960-1965年、1985-1990年、2010-2015年3个时段的ACDD进行了比较,并结合多种降水指标的变化情况分析地区降水模式的变化。然后分别对各地区历年平均夏季和秋季总降水量及降水强度采用反距离加权插值法、径向基函数法和克里金法进行空间插值,基于交叉验证比较各方法的估计精度,分析夏秋两季降水的空间分布特征。最后对各地区历年夏季和秋季总降水量进行分层聚类和k-means聚类,基于最优聚类结果形成降水区划,分析不同子区域的降水特征,并比较各地区60、70、80、90和00年代的降水区划结果,建立降水区划的年代际动态演变和各地区降水量的年代际波动情况的内在联系。基于上述研究,本文主要得出了以下结论:1.1954-2017年夏季总降水量呈显著递增趋势的有江西、青海、上海、新疆和浙江5个地区,发生突变的年份主要集中在2000年以前,且均为增加突变;呈显著递减趋势的有北京、河北和天津3个地区,没有发生突变。夏季降水强度呈显著变化趋势的有重庆、福建、广东、广西、贵州、黑龙江、湖南、江苏、江西、吉林、辽宁、青海、陕西、山东、上海、新疆、云南和浙江18个地区,且均呈递增趋势,突变主要发生于2000年以前。安徽、北京、河北、辽宁、宁夏、陕西、山西和天津8个地区的夏季最大连续无降水日数呈显著的递增趋势,总体位于我国北部,而呈显著递减趋势的地区有福建、贵州、四川、云南和浙江5个地区,全部位于我国南部,表明我国南北地区夏季极端干旱的情况总体呈反向变化的特征。2.历年秋季总降水量呈显著递增趋势的只有新疆,于1980年发生了增加突变;呈显著递减趋势的有吉林和辽宁2个地区,没有发生突变;秋季降水强度呈显著变化趋势的有安徽、北京、重庆、福建、广东、广西、贵州、海南、河北、河南、湖北、湖南、江苏、江西、青海、陕西、上海、四川、天津、新疆、西藏、云南和浙江23个地区,且均呈递增趋势,发生突变的年份主要集中在2000年以前。黑龙江、江苏、吉林、辽宁、上海、天津和西藏7个地区的秋季最大连续无降水日数呈显著递增趋势,而甘肃、内蒙古和四川3个地区呈显著递减趋势。3.对我国各地区1960-1965年、1985-1990年和2010-2015年3个时段夏季ACDD进行比较,结果表明,除湖南、新疆和浙江以外,其他地区的夏季ACDD均依随机序从时段1到时段2或3或者从时段2到时段3有明显增加,表明我国夏季干旱的平均持续时间有所延长。此外,安徽、福建、广东、广西、湖北、江苏、江西、青海、上海9个地区的夏季降水模式发生了改变,降水日和无降水日均倾向于连续出现,使得旱涝灾害的发生率均有所增加,从ACDD的角度揭示了总降水量、降水强度、降水日数以及CDD等指标所不能反映的降水变化规律。4.克里金法对我国各地区1954-2017年平均夏季总降水量的插值精度最高。插值图像表明,云南省南部、广西壮族自治区南部、广东省南部和海南省的历年平均夏季总降水量较大,而新疆维吾尔自治区、西藏自治区西北部、青海省西北部、甘肃省和内蒙古自治区西部的历年平均夏季总降水量则较小。对夏季降水强度的插值分析中,同样是克里金法的精度最高。图像表明,在云南省南部、广西壮族自治区、广东省、海南省、四川省中部、安徽省南部和浙江省东南部的降水强度较大,而新疆维吾尔自治区、甘肃省西北部、内蒙古自治区西部、西藏自治区西北部和青海省西北部地区的降水强度较弱。辽宁省东南部和吉林省东南部的局部地区降水强度较省内其他地区偏高。克里金法对各地区历年平均秋季总降水量的插值精度最高。图像表明,与夏季相比,秋季云南省西南部、重庆市和浙江省东南沿海等总降水量较大的地区范围扩大,而四川省中部、安徽省北部、广西壮族自治区南部和广东省南部等降水量较大的地区范围缩小;内蒙古自治区东南部、河北省北部、山西省北部、青海省北部和西藏自治区西北部等较为干旱的地区范围有所扩大。对秋季降水强度的插值分析中,同样是克里金法的精度最高。图像表明,与夏季相比,秋季云南省西南部、重庆市、湖南省中部和浙江省东南沿海部分地区等降水强度较大的地区范围扩大,而安徽省南部、四川省中部、广西壮族自治区、福建省和广东省等降水强度较大的地区范围缩小;内蒙古自治区中东部、河北省、东北地区西部、山西省北部和西藏自治区中西部等降水强度较小的地区范围有所扩大。5.我国各地区1954-2017年夏季降水区划聚类结果中共包含4类,由类1至类4分别大致代表西北、东北及华北、华东华中及西南、华南4个区域,且夏季总降水量依次上升;秋季降水区划结果中共包含5类,由类1至类5分别大致代表西北、东北及华北、华中、西南华南及华东、海南省5个区域,且秋季总降水量水平依次上升。东北和华北地区的历年夏季和秋季总降水量均呈显著下降趋势。我国60、70、80、90和00年代的降水区域划分存在显著差异,年代间由聚类结果中的低雨量类别转至高雨量类别的地区总降水量普遍发生了增加,而由高雨量类别转至低雨量类别的地区总降水量普遍发生了减少。