全球气候变化对社会、经济和自然体系都有着深远的影响。由于气候变化诱发的旱涝、低温冷害等一系列气象灾害频繁发生,给许多国家的水资源利用、粮食生产和能源开发都造成极大的困难。山西省的干旱、洪涝、冷冻等自然灾害,给人民生命财产和生产生活造成严重损失。因此,全面了解山西省的天气气候变化,找出旱涝和低温冷害的发生规律,及时有效地预测灾害的发生发展,对于提高有关部门的防灾减灾能力具有很重要的意义。本文在分析和研究山西省近50年气温和降水时空变化特征的基础上,采用WMO认可的极端气候指数计算软件RClimdex,计算了山西多站点的极端气候指数,采用滑动平均、趋势分析、EOF展开、M-K突变分析、小波分析、相关分析等数理统计方法研究了山西省极端气温指数、极端降水指数的时空变化特征,分析了极端气温指数和极端降水指数与山西省因干旱受灾县区数、因暴雨洪涝受灾县区数及因霜冻冻害受灾县区数的相关关系,建立了极端气候指数对气候变化的响应模型,利用区域气候模式对山西未来100年降水和气温的模拟数值,给出了未来山西气象灾害趋势预估。分析结果表明:(1)在全球变暖的背景下,1961-2012年山西省年平均气温呈现明显的上升趋势,冬季升温幅度最大,春季次之,夏季升温幅度最小;夏季降水量呈现较明显的减少趋势,秋季降水量的减少趋势次之,春季降水量仅呈现微弱的减少趋势,冬季降水量则呈现出微弱的增加趋势。(2)山西各季暖日指数在上世纪九十年代中期以后均出现明显的上升趋势,冷夜指数出现明显的下降趋势。20世纪80年代中期以后,山西高温日数出现显著增多的趋势,生物生长季日数出现显著增加的趋势;20世纪90年代中期以后,霜冻日数出现明显减少的趋势。进入21世纪以后中雨、大雨、暴雨日数均出现增加趋势,尤其是大雨日数和暴雨日数的增加趋势更为明显,4、5、7、8月连续5日最大降水量也都出现增大趋势,而6、9月则表现为减小趋势。(3)夏季暖日指数、年暖日指数、高温指数可以很好的反映山西因干旱受灾的县区数。夏季暖日指数、高温指数在中部地区都是显著的增加区域,中部地区属于夏季异常高温易发区域。春季冷夜指数、霜冻指数可以较好的反映山西因霜冻冻害受灾的县区数。春季山西的西部、南部局部地区的冷夜指数是增加趋势,要特别注意春霜冻灾害给南部农业生产带来的损失。中雨、大雨、暴雨日数和7、8月连续5日最大降水量的与山西因干旱受灾的县区数为显著的负相关,降水的减少往往会造成山西干旱的发生发展。结合极端气温指数与旱灾受灾相关分析,山西的中部和南部尤其要关注降水和气温的异常,减少旱灾带来的损失。大雨日数则反映山西因暴雨洪涝受灾的县区数。(4)极端降水指数中中雨、大雨、暴雨日数,7、8月连续5日最大降水量对年降水量有很好的响应。极端气温指数对年气温均有很好的响应。受A1B温室气体排放情景影响,山西年平均气温和降水量在21世纪呈增加趋势,未来气温的升高,使得山西干旱灾害发生会出现增多趋势、霜冻冻害灾害发生会出现减少趋势、暴雨洪涝灾害发生会出现增多趋势。