我国西北地区地处欧亚大陆内部,地貌类型和下垫面特征复杂多样,生态环境脆弱,受人类活动影响较大。西北地区大部分都处于干旱和半干旱区,大气干燥,荒漠广布,长期遭受干旱,水土流失,沙漠化,生态环境恶化等一系列气候问题的影响。人类在生产生活的过程中会对陆地表面覆盖状况进行直接影响,随着生产力水平的提高和人口的增长,人类影响地表覆盖状况的能力也逐渐增强。近年来由于我国一系列生态恢复工程的开展,我国的森林资源和草地面积逐渐恢复,西北地区的生态退化的现状得到了有效遏制,局部开始出现缓解。西北地区土地利用/土地覆盖的改变(Land Use and Land Cover Change,LUCC)对于中国的气候将产生如何影响,不仅影响到经济的发展,也和生活在西北地区的1亿人的日常生活息息相关,对我国西北地区区域气候的模拟研究有着重要的现实意义和指导意义。为了研究西北地区大面积土地覆盖由裸土改变为草地的气候效应,本文采用了WRF(Weather Research and Forecasting Model)模式对1979-2008年30年夏季的气候进行了数值模拟。设计控制试验和敏感性试验两组试验,敏感性试验将西北地区所选区域内的裸土下垫面修改为草地,控制试验保持土地覆盖类型不变。将敏感性试验和控制试验的模拟结果和观测结果进行对比,研究植被改变对中国不同区域温度、辐射、降水和环流特征等产生的影响,并针对降水偏多年份和偏少年份进行了个例分析,研究不同降水年份不同区域的响应特征。得到的主要结论如下:(1)当裸土改变为草地之后,在植被修改地区向下短波辐射和向上短波辐射减小,向下长波辐射和向上长波辐射增加。地表反照率减小和地表比辐射率增加对净辐射起到相反的作用,但反照率的变化对净辐射的影响更大,使得净辐射增加。植被变化后会导致蒸腾作用、地表比辐射率、反照率的改变,本次试验中反照率的变化对温度的影响占主要作用,使得植被修改区域夏季平均温度升高。植被修改区域的感热通量和潜热通量均有所增加,净辐射增加量小于感潜热增加量之和,当裸土下垫面改变为草地后,净辐射按照波文比分配给感潜热的能量增加。(2)西北地区植被变化后,我国新疆、内蒙古、东北三省、华东和西南地区夏季降水增加,甘肃中南部、宁夏、陕西、山西、河北等地,降水略有减少。在区域1(西北地区)和区域2(东北地区)内,敏感性试验的降水基本都大于控制试验;区域3(华中华南地区)内的降水敏感性试验较控制试验不同年份有增加有减少。(3)敏感性试验在区域3(华中华南地区)内1981年和1988年降水分别极端偏少和极端偏多,通过对环流场的诊断分析可以发现,在1981年,华中华南区域上空存在低层反气旋异常,高层气旋异常,位势高度升高,这些不利于降水的发生;在1988年,华中华南区域上空的环流形势则和1981年相反,有利于降水的生成。水汽输送特征和低空云量在1981年和1988年异常偏少和偏多也和降水的结论一致。(4)在植被修改区内,夏季少雨年和夏季多雨年敏感性试验降水增加的绝对量值相同,但少雨年的降水增幅略高于多雨年的降水增幅。在区域2(东北地区)和区域3(华中华南地区)内,西北地区植被变化在少雨年引起的降水增幅的绝对值和百分比均高于多雨年。总体来讲,西北地区植被变化对中国地区降水在少雨年比多雨年的影响更加明显。(5)LUCC在区域外也会引起非局地气候效应。植被修改内植被变化产生非局地影响,引起东北地区降水增加。这可能是由于西北地区植被改变显著地影响着下风向地区的对流层能量和水汽输送,通过平流作用,将局地的水汽和能量输送至下游地区(即东北地区),从而导致下游的降水也随之增多,西北地区植被覆盖增加可以抑制我国东北地区降水下降的趋势。