地球系统中的陆-气相互作用长期以来得到了广泛的关注,但直到现在,对东亚大陆的土壤湿度与气候关系的研究仍非常少。本文主要依据我国有限的土壤湿度观测资料,与欧洲中期天气预报中心(ECWMF)长时间序列(1958～2002)的ERA40土壤湿度资料进行了对比分析,结果表明ERA40土壤湿度资料在我国具有较高的可靠性。利用这两套资料,探讨了我国东部春季土壤湿度异常的空间分布特征和土壤湿度在不同时间尺度上的变化特征。在此基础上研究了前期土壤湿度对东亚夏季风的影响及可能的物理过程,并利用NCEP/GSM模式对结果做了进一步的讨论,得到以下主要结论:(1)我国东部各区土壤湿度存在不同程度的变干趋势。其中南方从浅层到深层都具有明显的变干趋势,80年代后其变干的趋势变得显著。中部地区的浅层土壤湿度存在3～5年的周期变化特征,没有明显的变干特征,但其深层土壤湿度在80年代末以后呈现较明显的变干趋势。东北地区的浅层和深层土壤也存在一致的变干趋势,其中80年代后东北浅层土壤变干的趋势有一定程度上的减缓,但其深层土壤湿度在80年代后变干趋势加剧。总体而言,我国南方和东北地区的土壤湿度变干的趋势较中部地区显著,深层土壤湿度较浅层变化剧烈。(2)欧洲中心的ERA40土壤湿度再分析资料能较好的再现我国东部土壤湿度观测资料的时空特征,由于目前我国土壤湿度观测资料依然存在较大的缺陷,不能满足区域尺度和长时间尺度的气候研究,因此对于区域尺度和长时间尺度的土壤湿度气候学研究,具有高时空分辨率的和长时间序列的ERA40土壤湿度再分析资料是个较好的选择。(3)从近45年(1958～2002年)的ERA40土壤湿度资料与我国夏季降水的相关分析得到,从长期变化趋势看,我国南方春季土壤湿度与长江中下游夏季降水存在显著的负相关关系,长江中下游流域80年代后的夏季降水增多对应着南方春季土壤在80年代后显著变干。而华北夏季降水在70年代末发生的显著减少伴随着该时期东北地区春季土壤干旱的加剧。随着南方和东北地区春季土壤湿度的显著减少,近20年来两区的土壤湿度与东部夏季降水的关系减弱,而中纬度地区的春季土壤湿度与东部季风区夏季降水的关系逐渐变得显著。(4)利用ERA40春季土壤湿度资料和我国夏季降水资料,对我国东部地区春季土壤湿度与我国夏季降水关系及其可能的物理联系进行研究发现,从华北到长江中下游区域春季土壤湿度与我国东部夏季降水关系密切。当该区春季土壤偏湿时,我国东北和长江流域夏季降水偏多,南方和华北降水偏少,表现为典型的东亚弱夏季风降水分布特征。对这种春季土壤湿度影响夏季降水的物理过程的分析表明,从华北到长江中下游区域的春季土壤湿度正异常通过改变地-气之间的水热能交换,降低了陆地表面温度和低层大气温度,使得海陆温差减少,东亚夏季风变弱,西太平洋副热带高压发展西伸,阻碍了夏季风系统的北上,使得我国雨带偏南,长江流域夏季降水偏多,而华北和受副高控制的南方降水偏少。(5)春季从华北到长江中下游地区的土壤湿度异常对中高纬环流系统的发展也有较大的影响。当前期土壤偏湿时,使得东亚大槽在我国东北加深发展,有利于东北降水天气的产生。同时增加的降水进一步增湿地表,使得低层大气更湿,抬升凝结高度降低,大气不稳定扰动能量增加,东亚大槽得到进一步发展。它们之间的正反馈作用使得整个夏季东亚大槽在110～120oE附近异常发展,有利于东北地区产生持续性的强降水过程。(6)春季从华北到长江中下游地区的土壤湿度异常对局地的夏季植被覆盖也有较大的影响。当春季土壤偏湿,该区植被生长状况良好,使得夏季植被覆盖偏高,偏高的植被覆盖稳定和调节了陆-气之间的水热能交换过程,从而对气候产生一个“滤波”的作用。(7)利用NCEP GSM/SSiB模式对我国东部土壤湿度异常进行的敏感性试验证实了资料诊断的结果,表明季风在土壤异常偏湿时明显偏弱。当我国东部土壤湿度正异常时,我国东部大陆偏湿的地表增加了地表的蒸发,使得地表温度偏低,海陆温差减少,改变了东亚夏季风的大尺度环流。印度洋至热带西太平洋大部分地区,包括孟加拉湾,印度次大陆和南海等热带亚洲地区对流层低层出现东风正异常。对流层高层热带西风异常强大,高纬西风带偏南,表现为典型的弱季风环流形势。副高发展西伸,阻碍了季风系统的北上,使得我国雨带偏南,长江中下游的降水增多,而华北和南方降水出现负异常。但模式对土壤偏干的响应则不够显著。说明土壤湿度异常对东亚夏季风系统的作用可能呈现非线性。(8)土壤湿度主要通过两个过程来影响降水:1)“土壤-降水”局地正反馈机制。大的土壤湿度带来大的蒸发,导致大的降水,体现了水的局地再循环作用;2)土壤湿度的热力作用。对于季风区而言,偏湿的地表增加了地表的蒸发,导致地表变冷,减少了海陆温差,从而减弱了大尺度的季风环流。由于东亚夏季风环流对我国东部土壤偏干的响应不显著,土壤异常偏干对东部夏季降水的影响主要是通过“土壤-降水”局地正反馈机制来作用的。当东部土壤偏干导致地表蒸发减少,使得感热增加,潜热减少,大的波恩比使得大气边界层变厚,低层大气的湿熵减少,对流不稳定能量减少,不利于降水天气的发生,最终导致整个东部夏季降水减少。