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在全球变化的背景下，区域气候的研究与预测备受关注，而对于人口众多的地区而言，干旱事件会产生更加严重的灾害和损失。本文采用统计降尺度的方法，以遭受干旱化问题的区域（澳大利亚西南部、中国西南部和华北地区）为研究对象，建立了局地降水的统计降尺度模型，并应用于降水的季节预测和未来预估。本文首先提出了基于偏相关的预报因子选取法，建立了西南澳大利亚冬季降水的降尺度模型，并改善了季节预测模式SINTEX-F对西南澳冬季降水的预测;再次利用偏相关法，分析了中国西南地区后冬降水的变化，建立该地区降水的统计模型，并进行了未来情景预估;在验证了偏相关方法的有效性后，又提出了条件降尺度概念，并对原华北汛期降水时间尺度分离(TSD)模型进行改进，显著提高了对华北汛期降水的预测技巧;最后论文讨论了对夏季欧亚北部局地气候有重要影响的预报因子，北大西洋-欧亚(AEA)遥相关，分析该系统的空间结构、传播机制和气候强迫。主要结论如下: 1.提出了基于偏相关的预报因子选取法和条件降尺度建模方法。采用偏相关法寻找预报因子时，首先将已有因子的信号从降水序列中去除，然后再利用降水余项来寻找下一个预报因子，这样可以避免已有因子信号的干扰，从而找到其他影响局地降水的重要预报因子。条件降尺度方法在建立模型时，考虑了预报因子强度以及影响范围存在年际变化，因此对于每年的预报模型以及所选的预报因子并不固定，而是根据该年预报因子的强度进行判断，选择最优的预报模型，从而避免了信号较弱因子的不合理影响，提高模型技巧。 2.采用偏相关法建立了西南澳大利亚冬季降水统计降尺度模型。利用偏相关的分析方法，找到了影响西南澳大利亚冬季降水的两个预报因子，分别是东南印度洋纬向风指数(SEIU)和西澳大利亚经向风指数(WAV)。SEIU偏强时，有利于副热带印度洋的水汽输出，从而促进了西南澳的降水;WAV负位相时，东南印度洋为低压系统，澳大利亚南侧为阻塞高压，有利于西南澳锋面降水的产生。利用SEIU和WAV建立的统计降尺度模型，较好的拟合观测降水变化，相关系数为0.88，均方根误差为21.59 mm。利用季节预测模式SINTEX-F预报的大气环流场数据，该统计降尺度模型显著改善了数值模式对西南澳冬季降水的预测，相关系数从0.33提高到0.60，RMSE从36.9 mm降低至28.6 mm。 3.采用偏相关法建立了中国西南后冬降水统计降尺度模型。影响西南地区后冬降水的强迫因子主要有两个:欧洲西部海表面气压(SNAO)和热带西太平洋海表面温度(WPT)。SNAO反映了北大西洋涛动(NAO)南侧极点的变率，此因子通过激发南欧亚遥相关，影响南支槽强度来对西南地区后冬降水变率产生影响。WPT反映的是ENSO在西太平洋的信号，其通过太平洋-东亚遥相关，在中国南部激发反气旋（气旋）环流异常，使得西南地区盛行下沉（上升）气流而抑制（促进）后冬降水的产生。基于SNAO和WPT建立的统计降尺度模型较好的拟合了西南地区整体和逐站的后冬降水变率。在独立检验阶段，拟合降水与观测降水的相关系数为0.79，RMSE为9.9 mm，符号一致率为71％。利用CMIP5模式预估的未来环流场变化，对西南后冬降水进行预估，结果发现西南地区后冬降水的干旱问题有加剧的趋势。 4.采用偏相关法和条件降尺度法对华北汛期降水降尺度模型进行改进。利用偏相关法，找到一个新的调控华北汛期降水年际分量的前期预报因子，即6月AEA遥相关。该因子将扰动信号储存于北大西洋三极子结构，并在7-8月释放出来影响下游贝加尔湖低压系统的发展，从而影响华北汛期降水。利用6月Ni(n)o3和AEA指数，建立了条件TSD统计降尺度模型。条件TSD降尺度方法显著改善了华北汛期降水的预测技巧，在独立检验阶段，预报降水与观测降水的相关系数由原模型的0.61提高到0.77，符号一致率从70％提高到87％。 5.研究了夏季预报因子AEA的空间结构、传播机制和气候强迫作用，为华北汛期降水模型提供理论基础。AEA是北半球夏季中高纬独立于NAO的大气模态，该模态有五个活动中心，分别位于北大西洋中部、不列颠群岛西部、波罗的海东部、中西伯利亚和东亚中部。AEA由北大西洋中部的扰动激发产生，以Rossby的形式向下游传播。AEA对下游局地气候产生强迫作用，与欧亚大陆北部的降水和表面温度存在显著相关。