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积雪作为冰冻圈中活跃的组成要素，在全球气候变化和水文循环中扮演着重要的调节作用，积雪的消融过程也影响着全球的碳循环进程。被动微波辐射计因其全天时全天候和宽刈幅的监测特点，被用于全球大尺度的积雪探测研究已有三十多年。现有的北半球雪水当量产品数据包括来自美国国家冰雪中心(NSIDC)的两套全球雪水当量产品，和欧空局近年来发布的GlobSnow产品，三者反演于SMMR、SSM/I和AMSR-E亮温数据，提供了自1979年以来的雪水当量信息。由于算法不同，北半球尺度的雪水当量产品间存在很大差异，其反演精度及能力如何，误差范围和空间分布是否存在关系尚不明确。本文首次通过32年来的北半球地面实测数据，对三种产品的精度进行了验证和精度分析，通过优化组合，获取了精度更高的新型SWE产品，并将其用于北半球积雪变化趋势分析。本文的工作重点内容包括: 1)积雪SWE产品全球站点验证。通过采集1979到2010年间全球历史气象数据网(GHCN-Daily)7388个站点的历史实测数据，从空间误差分布、雪水当量反演误差精度和积雪分类分析几个方面，对不同反演算法下的雪水当量产品进行了全面评估。我们发现当雪水当量在30-200mm之间时，GlobSnow与实测雪深保持了更好的线性相关且误差更小，NSIDC产品则更多地受制于微波饱和现象，在雪水当量超过120mm后出现明显低估。雪水当量在30mm以下的情况正好相反，GlobSnow对雪水当量的高估明显高于NSIDC产品。对全球季节性分类积雪的精度评估进一步强调了GlobSnow在所有积雪类型中30mm以上积雪区的精度优势，且30mm以下的高估主要来自于苔原积雪和高山区积雪。NSIDC产品在草原区的雪水当量估值精度与实测值吻合较好，但在其他积雪类型下受气候和积雪参数影响误差严重，如在北美东部沿海区积雪中持续低估，在西伯利亚极寒地区则偏向于高估; 2)三种SWE产品优化组合，生成新的SWE组合数据。基于现有的长时间序列反演产品，过去32年间北半球雪水当量的时空分布及其与气候变量间的关系是我们关心的下一个问题。根据精度分析的结果，我们选择了GlobSnow产品中当月雪水当量序列持续大于30mm以上区域的数据、此区域外的NSIDC(SMMR&SSM/I)产品数据、以及通过重叠时段线性拟合和显著性检验，用NSIDC(AMSR-E)模拟补充的2008-2011年间数据，组合成北半球冬季长时间序列的雪水当量产品; 3)基于生成的新型SWE组合数据，对北半球积雪变化进行时空变化分析。通过改进后的TFPW-MK检验法对1979/80-2010/11年间北半球雪水当量进行了趋势检验，并讨论了同期的气温和降水的时空变化趋势。在北半球冬季积雪区温度升高(0.0236℃/year)、降水略有上升(0.0410 mm/year)的情况下，冬季各月的雪水当量总量持续减少，且以每年1、2月的下降最为显著，平均降幅达-16.45±6.68Gt/year(0.67％)和-13.55±7.80 Gt/year(0.45％)。但近16年来的积雪总量下降速率减缓，下降趋势显著性降低。北半球各纬度带上的积雪总量年变化率自高纬度地区向中纬度地区总体呈现出先降后升的趋势。空间分布上，北美大陆上雪水当量整体呈大幅下降趋势，显著区集中在哈得孙湾沿岸以及阿拉斯加部分地区，大多源于温度升高降水减少的双重作用;欧亚大陆上显著下降区集中在西伯利亚高纬地区附近，显著上升则主要分布在欧亚大陆60°N附近的带状区域上。对所有积雪显著变化区而言，气温上升积雪下降的情况占绝大多数，降水量增加带来的补给使得部分区域在气温上升的同时积雪仍然保持上升，且这种情况再进入晚冬时越发明显; 4)微波散射计对积雪消融初始时刻的探测能力分析。考虑到积雪春季消融过程对大气循环的重要作用及被动微波在探测薄雪、湿雪时的局限性，我们引入了主动微波散射计用于积雪春季消融初始时刻的监测，提出了综合主动微波散射计后向散射系数和被动亮温归一化系数XPGR提取春季积雪消融初始信号的方法，经2001-2005年春季融雪期在我国北疆地区气象站点验证，可以有效用于春季积雪初融信号提取。