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近百年来，随着全球变暖，极端天气气候事件增加，给世界和我国社会经济带来了巨大的负面影响。因此，研究极端气候的变化特征、探讨其变化机理并且预测未来变化趋势对减少极端事件的发生显得尤为重要。本研究根据19602009年新疆52个气象站点的逐日最高气温、最低气温、年平均气温和日降水量资料，选取12个极端气温指标和10个极端降水指标，对新疆极端气候进行了研究。结果表明：（1）近50年以来，新疆夏季日数、生物生长季、热夜日数、暖持续日数、暖夜和暖昼分别以2.14、2.74、1.71、0.88、6.23和3.59d·（10a）-1的速度显著增加；结冰日数、霜冻日数和冷持续日数、冷夜和冷昼分别以-1.61、-3.69、-1.27、-6.57和-2.6d·（10a）-1的趋势明显减少；极端气温日较差也以-0.26℃·（10a）-1的速度在显著减少；最大的1和5日降水总量、R95（R99）极端降水量、R10（20）mm降水日数、降水日数、逐年平均降水强度和持续降水日数呈增加趋势，而持续干旱日数呈减少趋势；从空间分布来看，极端气候增加或减少的趋势表现出明显空间差异。（2）除极端气温日较差外，极端气温指数与年平均气温有很好的相关性；年降水总量与持续干旱天数相关性不明显，但与其它极端降水指标相关性显著；极端降水占年降水量的比率持续上升。新疆极端气温和降水指数与全球其他地区变化趋势相同，但也表现明显差异；相对大多数地区而言，新疆极端气温和降水指数的变化幅度要大。（3）在冬季蒙古北部的西风势力加强将削弱了冬季风的强度，导致冬季极端冷事件的减少和气温升高，部分地解释了冬季在新疆的显著变暖；随着气温的升高，极端气温指标在1960-1992和1993-2009年的变化趋势表现出明显的不同；极端气温与降水指数与海拔表现出一定的相关性，气温指数以冷昼、暖昼、热夜日数和夏季日数相关性最好；降水指数以最大1日降水、R10mm和R20mm降水日数、R95降水量以及R99降水量相关性最好；极端气温和降水指数与太阳黑子，月亮潮汐，中纬度西风和北大西洋涛动周期影响有关。（4）采用R/S分析方法表明，除持续干旱日数外，未来其他极端气温和降水表现为持续性，即未来一段时间内与过去变化趋势一致。极端气温指标的Hurst试验、累加试验结果表明，极端气温的相对指数暖昼、冷昼、暖夜、冷夜与之前有着完全一致的变化趋势，期间不存在气候变化的突变点；其他气温指标中，夏季日数和冷持续日数出现了气候的突变点。对降水指数来说，Hurst试验、累加试验结果表明，大部分指数出现了气候的突变点；且降水日数和持续干旱日数累加试验中出现了累加的Hurst指数小于0.5。