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本文首先根据地形特点和气候类型将黄河流经流域细分为6个分区,玛曲以上为上游1区,玛曲到青铜峡为上游2区,青铜峡到河口镇为上游3区,河口镇到禹门口为中游1区,禹门口到桃花峪为中游2区,桃花峪以下统称下游区。然后使用黄河流域1961-2010年229个气象站的气温、降水资料和61个站的蒸发量资料分析了气温、降水和蒸发量的变化特点和趋势并分析了可能影响蒸发量的因子。之后检验了四个不同的模拟资料对黄河流域当代气候的模拟,并将模拟效果最好的资料采用双重嵌套方法降尺度到10km,用来预估21世纪中末期年黄河流域的气候变化。主要结论为：(1)首先1961-2010年间,全流域年均气温呈上升趋势,升高1.5℃,高于全球和全国升温速率。年均降水量整体上为波动下降趋势。总体而言,黄河流域近50年气候呈暖干化趋势。(2)近50年来从各分区上看,上游年均气温升高了2.0℃,明显超过流域平均升温幅度,上游年均降水总体上为下降趋势。上游整体为暖干化趋势。中游年均气温升高了1.3℃,低于流域平均升温幅度,降水波动状下降。中游1区暖干化趋势最为明显。下游气温升高了1.1℃,明显低于流域平均升温幅度,为全流域升温速率最小的区域,降水为上升趋势,是黄河流域唯一呈现暖湿趋势的区域。(3)黄河流域蒸发量在1961-2010年间显著减少,线性变化速率为-29.0mm/l0a。4季中夏季平均蒸发量的下降最为显著。年蒸发量在1979年附近有显著的突变减少趋势,从1990年代开始有所上升。四季中夏季的减小趋势最为显著,年均和春夏季蒸发量均在1979年发生突变。上、中、下游的年蒸发量线性变化速率分别为-26.1mm/10a、-20.9mm/10a、-69.5mm/10a,上、下游减少趋势显著,中游不显著。空间变化分布上,年均和春夏季平均蒸发量均在黄河河源地区、河套地区和河南北部有显著下降趋势,在河套地区东侧有显著上升趋势。日较差、风速和口照时数正相关性高的区域同蒸发量显著减少的区域一致,相对湿度同蒸发量呈负相关,相关性差的区域同蒸发量显著减少的区域有一致性。通过多元回归分析,风速和气温为影响年蒸发量变化的主要因子,在春夏季,风速和相对湿度为主要因子；在秋季为日较差和风速,在冬季为气温和口照时数。(4)通过检验MdR、EdR、HdR和BdR四个模拟结果对黄河流域当代气候的模拟能力,检验发现四个模拟结果比较下BdR对黄河流域气温的模拟最好,四个模拟结果对降水的模拟均较差,综合来看BdR模拟效果更好。(5)与50km的模拟结果相比较,10km的模拟结果对气温空间分布模拟更为细致,对流域中下游的暖偏差有所改进,对降水的模拟效果改进不明显。未来黄河流域的地面气温呈现增长趋势,在不同季节及不同分区有所差异。夏季增温最为明显,对年均气温的贡献也最大。升温幅度最大的区域在河套地区,最小的区域在流域下游。21世纪末期流域气温的增长幅度大于中期的增长幅度。未来年均降水有增有减,到21世纪末期降水的减少比中期更加明显。夏季的降水以减少为主,冬季降水以增加为主幅度较大。