气候变化及其影响已经引起世界各国政府和科学家的关注与重视。气温、降水和径流是水文循环过程研究中的主要方向，而径流变化又是水文循环研究中最敏感因素。河川径流作为水循环的重要环节，是水资源综合开发利用、科学管理、优化调度的重要依据。影响径流变化的因素很多，最主要的是气候变化。加强对气候变化影响的研究，增强应对气候变化的适应能力，对社会、经济、生态的可持续发展具有很重要的意义。　　 近50年来，在气候变化影响下，天山北坡河川径流响应明显。本文选取天山北坡西部的精河为例，探究河川径流量对气候变化的响应的关系。利用精河山口水文站1957～2005年的实测气象水文资料，通过使用数理统计和非参数Mann-Kendall趋势与变点检验方法等时间序列分析方法，分析了精河出山口年径流序列和年平均气温、年降水量序列的变化趋势及变化点及各自的周期变化，探讨了近50年精河源区气候和径流量的变化特征，并对气候和径流进行模拟预测。在此基础上，采用气候集成因子法和多元线性回归及逐步回归法，分析了地表径流对气候变化的响应，并建立了最优回归方程。本文研究所得主要结论如下：　　 (1)精河源区气温年内变化差异较大。最高气温多出现在7月份，最低在1月份。冷季气温较低且漫长。气温在四季中分化明显，季节之间的差异比较大。夏季炎热，冬季寒冷，春季气温回升快且不稳定，秋季降温迅速。通过年代际分析发现，夏季气温呈现持续增温现象，而冬季气温呈现降温变化。春、秋两季有暖化趋势，而夏天的气温变得更高，冬天气温降得更低。对于80年代后精河流域气温变暖的趋势，贡献最大的为春夏两季。　　 通过M-K非参数检验得知，气温序列在1988年前后发生了由低向高的突变。用方差外推法和小波分析发现，气温时间序列的3a小周期较突出。　　 (2)精河流域降水年内分配极不均匀，降水月份集中，季节性明显。连续最大四个月降水量出现在6～9月，夏季降水集中。80年代以来夏季降水增加明显，年降水量与夏季降水量相关性显著。夏季气温与降水呈负相关，年平均气温与年降水量的相关性不显著。　　 20世纪70年代降水明显呈现减少趋势，80年代后呈现增加趋势，降水出现丰水期，而近几年(2001～2005年)降水量偏少。对精河降水时间序列进行趋势检验发现，在1976年以后降水出现了显著的减少趋势，直至1981年减少趋势开始由显著向着不显著的趋势发展。1987年精河流域的降水量是呈持续上升趋势的。我国西北地区气候暖湿化的趋势在精河流域是存在的，精河流域气候暖湿化应该在1981年附近，时间点比其它区域要早。精河降水的年际间差异要大于年内降水差异，并存在4a的周期变化。　　 通过时间序列方差分析外推法得到，精河径流的变化周期大致在15～18a附近。采用季节性水平模型建立的预报模型为：Xt(t)=415.4567·γt+l(l=1，2，…，M)。对精河过去的50年的径流丰枯变化发现，20世纪70年代是精河的相对枯水期，80年代后径流量呈现出增多的趋势。精河径流量的周期波动存在1957～1975年、1976～1992年两个周期。　　 (3)精河径流在年内分配不均，季节变化明显，夏季比较集中。12月至次年3月为年内径流枯水时期，6～9月为主要产流时段。冬季径流量较稳定，各年代之间变化不明显。枯水期长和枯季径流量小。夏、秋两季径流量对精河的贡献最大，这与气候变化和河川径流的补给形式密切相关。在精河年径流总量中，季节性融水占高山冰雪融水量和雨水量总和的比重在逐年增加。汛期径流总量占年径流总量的比重也在上升。　　 (4)精河径流的年内变化对气温和降水的响应明显，气温和降水均与径流呈显著性正相关，而降水对径流的影响要大于气温对径流的影响。降水在汛期对径流的影响较大，而非汛期对径流的影响则相对较小。春季和秋季的径流量对气温和降水的响应具有一定的滞后性。出山径流的丰枯变化很大程度上受到降水的影响。气温对径流的影响具有一定的滞后性，即当年的气温变化对次年的影响明显高于对相应年径流的影响。气候变化集成因子与出山径流的相关关系几乎跟降水与出山径流的相关程度一致。　　 对降水和径流的逐步回归分析得到方程：y=3.453+0.009x(式中x为降水)，模拟结果与实际值拟合效果较好。而径流量的变化幅度要比降水量的变化幅度平均偏小了十几个百分点。