冷季降雪及其累积和消融是天山山区典型的季节性现象，积雪融水是天山山区径流的重要组成部分，它不仅影响着天山山区径流的年内时空变化，而且还对区内生态过程有着重要的驱动。　　过去50年来，天山山区气温(T)和降水(P)响应于全球气候变化也呈现显著增加的趋势，尤其是自1980s中后期以来，这种增加趋势更为显著。同时，天山山区的降雪(S)却呈现微弱增加趋势。这与全球气候变暖环境背景下，降雪会减少的普遍认识存在不一致性。因此本文主要探讨天山山区降雪及降雪率(S/P)的变化趋势、积雪的累积和消融规律、土壤温度和水分的变化特征以及径流过程。本研究通过分析天山地区52个气象站点的气温、降水和降雪的变化，以及野外气温增温试验获得的数据和分析结果，得到如下结论:　　1.经过修正的Sigmoid函数可以简单而实用的模拟区分降雪在总降水中所占的比例，函数中a和Tmedian是影响模拟精度的两个重要参数。　　2.过去50年来天山地区平均降雪率呈下降趋势，且自1980s年代以来有加速减少趋势。空间上，天山西部南坡、伊犁河谷、天山中部北坡等地的降雪率呈下降趋势;而在天山中部南坡和博尔塔拉河谷的降雪率呈增加趋势。降雪率减小是由于相对降雪率(dS/S)的增加趋势小于降水率(dP/P)的增加趋势。反之，降雪率增加是因为相对降雪率(dS/S)的增加趋势大于降水率(dP/P)的增加趋势。由于降雪的显著增加所引起的降雪率的增加极大的掩盖了因气温升高所引起的降雪率的减少。由于天山产（汇）流区主要分布在中（高）海拔地区。因此，该地区降雪率的减少在一定程度上影响着河川径流的时空变化过程。　　3.天山中纬度积雪累积和消融期的比例约为1/3～1/5。在积雪累积期，土壤温度在积雪良好的隔热性和地温作用下呈缓慢上升趋势，并且浅层土壤温度小于深层土壤温度，但土壤水变化不明显;在融雪期，由于融雪水的制冷作用，土壤温度呈微弱下降趋势。而土壤水呈显著增加趋势。一旦积雪消融过程结束，土壤温度会迅速升高并随气温大幅变动，且浅层土壤温度小于深层土壤温度，土壤水则处于亏水状态。　　4.能量平衡模型可以很好的模拟积雪的累积和消融过程，但对雪水当量的峰值模拟出现高估现象。SRM模型对积雪消融过程模拟精度较高。当气温大于0℃时，气温升高可以明显的加速积雪的消融过程，而积雪累积期的最大雪水当量的增加可以微弱的延长融雪期。气温增加的梯度与积雪提前消融的日数大致呈对数增长趋势。能量平衡模型耦合萨克拉门托土壤蓄水量模型可以较好的模拟以季节性融雪水为驱动的开都河春季径流过程，但对以降雨和冰川融水为主要驱动的开都河夏、秋季径流过程模拟效果较差。春季径流过程的准确模拟可以为水资源的决策管理提供重要的科学依据，并为春季洪峰防治提供必要的理论依据。