我国西北干旱区的地表水较东部地区缺乏,受气候变化的影响更为明显。过去半个多世纪的全球气候变暖使干旱区水循环加快,地表水蒸发量加大,地表水逐渐减少。由于干旱区地表水的分布区域大多是人们生产生活活动频繁的绿洲地区,因此对干旱区地表水的研究不仅能够探讨在全球气候变化的背景下地表水的演变过程,还具有非常重要的现实意义,地表水的变化深刻影响着绿洲地区人们的日常生活。本文以干旱区分布最广泛的新疆地区为研究区域。新疆现代气测记录起步晚,资料少,地域分散,尤其是在20世纪50年代之前的气候和地表水方面的资料和研究成果几乎是空白的。本文的研究资料是基于一套民国24年的新疆三十万分之一的地形图,在arcgis 10.2的软件环境中,我们提取了其中以湖泊、河流水系为代表的全疆地表水体的平面数据,结合2000年的水体平面数据来研究自1935年以来的新疆地表水的演变趋势。重建的数据范围十分广,包括了整个新疆地区。然后我们从新疆湖泊的演变趋势结合新疆树轮数据来分析新疆自1935年以来的气候变化,尝试着在一定程度上填补新疆气候、水体变化的研究空白。本文根据重建的河流径流量记录来研究太平洋涛动对新疆径流量的影响。从研究结果看,新疆湖泊整体上呈大范围萎缩状态,但局部地区是怎样的还需要具体来研究。因此我们引入了三维地形模拟的概念,这是三维地形技术首次应用在历史湖泊的研究上,是定量研究历史时期湖泊容积、水体质量的有效手段。因资料的许可,本文选取了新疆最典型的湖泊—博斯腾湖为个案来研究历史时期新疆局地湖泊的变化。湖泊是新疆干旱区地表水循环的重要环节和贮存库,湖泊的演变反映了流域内水资源量的的变化,是气候变化在地表上最直观的反映,也是气候变化与人类活动对区域水资源影响的综合体现,湖泊的演变是本文新疆地表水研究的最重要内容。研究发现不同区域湖泊面积的变化具有明显的差异性,北疆湖泊变化幅度小,天山山区和塔里木盆地的荒漠地区湖泊变化幅度大,全球气候变暖的趋势对中低纬的影响程度更大。新疆在20世纪50年代后才有了气象观测记录,想要研究20世纪前五十年的历史气候背景,就需要借助树轮资料重建的气温降水数据。本文对所能搜集到的新疆现有的气象站点与树轮采样点在地理分布上进行了复原,并且探讨了新疆山地与平原地区气温降水的相关性,从大尺度上通过气候序列展现了新疆近二百年的气温降水背景,又从小尺度上对新疆近百年的河流径流量进行了突变检验,同时统计了民国时期新疆的旱灾记录。这些研究表明,新疆在20世纪初气温上升、降水整体减少,反映在地表上就是湖泊的大面积萎缩,表明了我们重建数据的可信性,湖泊的演变与气候的波动能够互相印证。新疆径流量的突变记录与20世纪初黄土高原的河流突变记录也具有一致性,体现了气候背景的大范围区域控制性。传统的研究集中在北大西洋涛动和北冰洋涛动对新疆降水和径流量的影响。本文根据重建的河流径流量数据研究了北太平洋涛动对新疆河流的影响。研究表明虽然新疆深居内陆,但仍可以受到北太平洋的影响。这种影响与距太平洋的距离是呈正相关的,距离越近,影响越大。由于新疆湖泊的演变存在地域差异,我们选取了单个典型湖泊进行具体研究。博湖1935年和2000年两个时间断面三维数据的建立,旨在通过更直观的数据展现,探讨自上世纪30年代容积的变化幅度。研究发现小冰期结束后,以博湖为代表的地表水域有过面积较小的阶段,大湖泊时代可能在20世纪初结束,但此后湖区范围水量又重新有所上升。我们可以推测自20世纪30年代以后,博湖地区气候就有这种变暖变湿的趋势,而且从周边地区重建的温度降水数据来看,也能够支撑这一论断。