干旱历来都是气候变化研究领域一个传统而富有挑战性的科学命题。全球增暖背景下降水的时空格局已发生了显著变化，尤其是年代际尺度的干湿变化。目前，干旱化已经严重威胁到人类社会的可持续发展，然而我们对干旱化形成机理的认识还很薄弱，缺乏从全球视野认识区域干旱化的关联性及其形成机理。本文基于观测资料和全球气候模式的数值模拟结果，在评估多种干旱指数的基础上揭示了全球干湿变化的分布格局及其区域关联性，讨论了年代际尺度海温变化对全球干湿变化分布格局的影响及其动力学机制。目的是加深对区域干旱化机理的认识，为提高干旱化的预测能力提供科学依据。本文的主要进展包括以下几个方面:　　 1)干旱指数各有优缺点，干旱指数的适用性存在着明显的区域性。在表征区域尺度干湿变化趋势上，Palmer干旱指数(PDSI)、修正Palmer干旱指数(PDSI-CN)与自我矫正Palmer干旱指数(scPDSI)的结果基本一致。但是，在对严重旱涝事件的检测上，scPDSI表现相对较差。标准化降水蒸散发指数(SPEI)对湿润区的温度变化不敏感的同时，又过分的夸大干旱区温度变化对干旱的影响，使其在干旱区的适用性较差。地表湿润指数(SWI)的时间分辨率虽然为年，但仍能较准确地检测出中国各个分区的干湿变化趋势及典型旱涝年份。　　 2)系统地分析两种潜在蒸发计算方法的差异，定量评估两种计算方法在区域尺度干旱检测中的差异。Thornthwaite潜在蒸散计算方法对气温的依赖较强，因此估算的全球平均潜在蒸散发(PE th)在近60年的增长速率为7.3mm/10a，是FAO Penman-Menteith方法估算潜在蒸散发(PE_pm)增长速率(3.6mm/10a)的2倍。采用PE th时，SPEI定义的全球干旱发生面积的增长速率(4.4％/10a)是采用PE_pm时的3倍。采用PE th时，SWI th定义的全球干旱半干旱区范围的扩张速率(0.4％10a)是采用PE_pm时的2倍。　　 3)通过分析发现近60年全球陆地发生干旱地区的面积显著增加，干旱半干旱区的范围大幅扩张，干旱化趋势明显。全球干旱化的主要贡献来自于全球的半干旱区。这主要是由于半干旱区对增温响应比较敏感。在全球持续增温的背景下，半干旱区范围持续扩张。而旱区面积呈现与全球降水相对应的年代际波动。无论使用何种潜在蒸散发的计算方法，只要干旱指数考虑了温度变化，均能揭示出全球显著变干的事实。另外，采用PE th时，近60年全球陆地干旱发生面积增加22.4％，干旱半干旱区范围扩大2.1％。而采用PE_pm时，全球陆地干旱发生面积增加11.0％，干旱半干旱区范围扩大1.0％。　　 4)发现全球干湿变化的空间分布格局具有明显的区域差异，且区域之间存在显著的关联性。虽然在年际与年代际时间尺度上，全球干湿变化的空间分布有所不同，但是典型地区干湿变化的空间分布基本一致。在这两种时间尺度下，北美的变湿、南美洲的“南涝北旱”、中国东部的“南涝北旱”、澳大利亚的“西湿东干”、非洲大部的偏干与东非和马达加斯加岛的偏湿均呈现较高的一致性。　　 5)类ENSO(PDO+ENSO)型海温异常主导了全球干湿变化的分布格局，AMO的贡献次之;PDO和AMO对区域尺度降水的影响具有明显的差异。当海温呈现类ENSO型暖位相与AMO冷位相(PwAc)的特征时，Hadley环流增强，北美偏湿、南美洲“南涝北旱”、中国东部“南涝北旱”、非洲大部地区偏干。这与基于观测的年代际尺度全球干湿变化的分布格局基本一致。反之，当海温呈现类ENSO型冷位相与AMO暖位相(PcAw)的特征时，全球干湿变化的空间分布格局与PwAc相反。　　 6)给出了典型区域干湿变化的动力学机制。热带和副热带太平洋与南北太平洋之间的热力差异，以及赤道北大西洋与赤道东太平洋之间的热力差异，是影响全球干湿变化分布格局的根本原因。当PwAc时，热带与副热带太平洋的异常高压与南北太平洋的异常低压相互作用，促使北美中低纬度、中国江南地区以及南美南部出现异常水汽辐合与上升运动，中国华北地区则出现异常的水汽辐散与下沉运动;赤道北大西洋SST的冷异常与赤道东太平洋SST的暖异常之间的热力差异，导致南美北部与非洲大部分地区出现强的水汽辐散与异常下沉运动。由此造成美国的偏湿、南美洲的“南涝北旱”、中国东部的“南涝北旱”与非洲大部地区的偏干同时出现。反之，当PcAw时，美国的偏干、南美洲的“南旱北涝”、中国东部的“南旱北涝”与非洲大部地区的偏湿同时出现。