山西广布高山与岩溶,是华北平原地表水产流区和地下水补给区。研究该区域降水时空变化有利于全面认识华北平原干旱问题。应用时间序列聚类、突变点检验、趋势分析和小波-支持向量机模型揭示降水时空变化并预测。按降水变化特点划分北部高纬区、太行山高山区、北部高山高原区、中部盆地区、中西部高山高原区和南部盆地区等子区。太行山高山区和南部盆地区降水偏多,北部高纬区降水偏少。同纬度的盆地降水少于高原和高山。1965—1991年,山西南部、东部、中部和北部降水量相继显著下降,1957—2012年平均下降速率为-1.5 mm/a。山西自20世纪90年代整体进入偏干阶段,直接导致地表产流和地下水补给减少,加剧华北平原干旱。预测结果表明,2013—2020年山西降水平均变化速率约16 mm/a,有利于遏制干旱。