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陆表水循环是联系气候系统五大圈层的重要纽带，对全球水分、能量收支以及生态系统有着重要调节作用，也是GEWEX“全球能量和水分循环试验”计划的重要研究内容。在全球气候变化背景下，降雨、蒸发、积雪等水循环要素的演变对于人们生产生活和经济社会可持续发展有着极其重要的影响。 本论文基于CMIP5多模式的模拟结果，并结合多种观测资料，包括:由2200多个台站观测分析得到的东亚地区逐日降水资料集、美国Montana大学发布的全球逐月蒸发数据集以及美国冰雪资料中心(NSIDC)提供的卫星反演全球逐月雪水当量数据集，评估了CMIP5气候模式对东亚地区降雨、蒸发、降水蒸发差(P-E)以及雪水当量等水循环要素的模拟能力，着重分析了CMIP5模式对我国夏季不同等级降水的模拟性能;最后筛选出CMIP5模式中对水循环分量（雪水当量）模拟能力较强的模式，分析这些模式在不同排放情景下对水循环要素的预估结果。本论文的主要结论如下: 1、CMIP5模式模拟的东北、华北地区总降水量偏高;江淮、华南地区总降水量偏低，前者主要由东北、华北雨日模拟偏多引起，后者主要由江淮、华南降水强度偏弱导致，从分级降水量值和总降水量的关系来看，东北和华北地区总降水量模拟偏多归因于小雨、中雨量值偏高，江淮和华南总降水量模拟偏少归因于大雨和暴雨量值偏低。 2、近几十年来，中国东部夏季各级降水量值和日数呈现显著的年际变率及长期演变趋势，但模式对此模拟能力较差。1979年以后，各类降水量值及日数多呈现“东北增多、华北减少、江淮增多、华南减少”的变化特征（小雨日数例外），CMIP5对总降水量年代际变化的模拟技巧高于对总雨日年代际变化的模拟技巧。分不同地区来看，CMIP5模式对华南地区的总降水量、总雨日年代际变化趋势模拟较好，并抓住了总降水（量值、日数）与分级降水（量值、日数）年代际变化之间的对应关系。同时，模式定性地反映了东北和华北地区总降水量值、日数的变化趋势，却不能有效模拟它们与分级降水量值、日数之间的关系。模拟的江淮地区的总雨量和总雨日年代际变化趋势和观测事实相反，对分级降水量值、日数的模拟能力均非常低。总体来看，CMIP5模式不能完整呈现中国东部夏季降水量值和日数的年代际变化空间形态。 3、基于多年平均陆地水量平衡方程(P=R+E)，评估CMIP5模式对1983-2005年中国东部夏季陆气水循环分量——蒸发和降水与蒸发差(P-E)的模拟效果，并利用经验正交函数(EOF)方法分析蒸发、P-E的时空演变特征，考察模式对这些陆气水循环分量的时空演变规律的刻画能力。观测结果表明，中国东部地区夏季蒸发集中在南方地区，江淮流域、东南沿海年均蒸发量在80mm-100mm之间;北方地区蒸发量一般在50-70mm之间。各地降水普遍高于蒸发，P-E从南向北依次递减，江南地区的年均P-E高达100-150mm;中北地区、内蒙古等干旱区的P-E只有30-60mm。通过分析蒸发和P-E的时空演变特征发现:中国东部夏季蒸发量的EOF第一模态表明，1983-1996年期间的量值较平均态偏高、1997-2005年则普遍偏低;第二模态呈现年际变化特征，东北和江淮流域变化趋势一致，华北和江南与之相反。P-E第一模态显示，在1992年之前江淮流域量值较平均态偏大、江南偏小，1992年之后情况相反;第二模态空间变化集中在长江流域，华南地区与之反位相。 CMIP5模式结果分析表明，多数模式能够体现中国东部夏季蒸发值南高北低的观测特征，但中国南方地区蒸发值被高估40％-80％。模式对长江以北P-E分布形态模拟较好，但在华南低估了至少50mm，对于个别模式，如FGOALS-g2、IPSL-CM5B-LR、MIROC5和MRI-CGCM3，在华南、江淮等地出现局地蒸发大于降水的情况，不符合观测事实。另外，评估模拟的水循环分量的时空演变特征，发现CMIP5模式对P-E时空演变特征的模拟技巧很低，少数模式体现了第一模态空间变化特征。 4、CMIP5耦合模式对欧亚大陆冬季雪水当量空间分布具有一定的模拟能力，能够再现出欧亚大陆冬季雪水当量由南向北递增、青藏高原积雪多于同纬度其他地区的特征;就雪水当量的幅值而言，几乎所有模式均显著低估了西伯利亚中部雪水当量的大值中心，对中国东北地区雪水当量的模拟也显著偏低，但模式对乌拉尔山以西的东欧平原、我国北方及蒙古地区冬季雪水当量的模拟却比卫星遥感资料显著偏大，此外模式对堪察加半岛及以北的西伯利亚东北部地区的雪水当量也明显偏大。对于青藏高原地区，虽然部分模式可以模拟出来对青藏高原东部的雪水当量大值区，但大多数模式对青藏高原西部雪水当量的模拟却明显偏大，存在虚假的大值中心。对遥感反演资料的EOF分解表明，对于EOF第一模态所对应欧亚大陆全区一致的年代际变化特征，仅有少数模式具有一定的模拟能力，大多数模式以及多模式集合的结果均未能予以反映;对欧亚大陆雪水当量年际变化的EOF第二模态而言，模式对该模态及其时间演变的特征没有模拟能力。比较CMIP5多模式的集合预估结果与1981-2005年基准时段的雪水当量，可以发现在RCP4.5排放情景下，西伯利亚中东部地区的雪水当量相对于基准时段显著增加，区域平均的增加量在21世纪前、中、后期分别为4.1mm、5.4mm和6.8mm，且随时间延长增加得更显著;对90E以西的欧洲大陆和青藏高原地区，其雪水当量则相对减少，减少的幅度也随时间而增大。就雪水当量的相对变化而言，在欧亚大陆东北部存在雪水当量相对变化的大值区，在21世纪前期相对变化大都在5％-10％之间;但在青藏高原、斯堪的纳维亚半岛和东欧平原，雪水当量相对变化并不大。RCP8.5情景下欧亚大陆雪水当量的变化特征与RCP4.5相类似，只是变化的幅度更大。