本文利用NCAR CCSM3.0 IPCC AR4陆面模式(CLM3.0)20世纪气候模拟(20C3M)和21世纪三种温室气体排放情景下(高排放SRESA2、中等排放SRESA1B和低排放SRESB1)的气候模拟结果，从空间变化、时间变化等方面对比分析，给出了不同温室气体排放情景下21世纪大气和陆面的水、热过程在全球变暖背景下发生的显著变化。 主要结论如下： 全球变暖大气基本特征：21世纪全球温度将继续呈上升趋势。在这个全球变暖的背景下，21世纪全球湿度、降水、净辐射、地面温度都将继续呈上升趋势。在季节分布上，湿度、净辐射夏季增幅要大于冬季，降水、地面温度冬季增温幅度要大于夏季。在时间分布上，湿度、降水、地面温度21世纪上半叶增温幅度大于下半叶，净辐射21世纪下半叶增温幅度大于上半叶。 在陆面的热力过程方面，净辐射通量、感热通量和潜热通量变化情况比较一致，都呈上升趋势，在时间分布上，感热通量在21世纪前期呈下降趋势，中后期为上升趋势；潜热通量21世纪上半叶增幅大于下半叶。在季节分布上，净辐射通量、感热通量和潜热通量变化情况比较一致冬季增幅大于夏季增幅，同时潜热通量增幅也要明显高于感热通量的增幅；地面热通量冬季呈上升趋势，但夏季则呈明显下降趋势。在区域分布上，感热通量在夏季赤道附近出现明显的带状负值中心；陆面感热通量和潜热通量的极值区有较好的对应关系，感热通量的极大值区对应潜热通量的极小值区，其极小值区对应潜热通量的极大值区。地面热通量变化在夏季明显降低，主要分布在高纬地区，南半球夏季变化幅度较小。 在陆面的水文过程方面，21世纪全球地面蒸发率、地面径流率总体呈上升趋势，而土壤含水率有比较显著的下降趋势。在季节分布上，未来冬季地面蒸发率变化幅度较小，而夏季蒸发率变化幅度较大，这也说明，未来蒸发加强，将会有更多的水汽进入大气，全球将变得比现在潮湿，尤其是夏季；地面径流率冬季增幅较大，而夏季增幅较小；土壤含水率冬季的下降幅度大于夏季，冬季的年际变化也较强。在时间分布上，蒸发率、地面径流率在21世纪上半叶增幅较大，后期增长趋势比较缓慢。在空间分布上，地面径流在青藏高原和北美地区出现负值中心；南半球冬季和夏季地表径流变化幅度较小。冬季径流率在北美北部出现正中心，夏季在北美北部和青藏高原地区出现负中心；土壤含水率在欧亚大陆中部和北美地区出现正值中心，北半球夏季土壤含水量变化幅度不大，在东亚、北美、非洲中部和阿拉伯半岛出现正值中心：南半球冬季土壤含水量总体也以增加为主，在南美和非洲中部出现正值中心。