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为拓展基础水文气象资料严重匮乏的新疆天山西部区域的数据源，提供更高精度空间分辨率的数据，进而更好地对融雪径流、水文预报和流域径流规律变化等方面进行研究。本研究以天山西部区域作为研究区，借助1979-2005年实测及四种再分析数据，探究最为贴近研究区实测数据时空分布变化规律的再分析数据。基于三种预报因子筛选方法，探究最适合研究区降尺度分析的预报因子。基于六种统计降尺度模型和四种再分析数据，评估不同降尺度方法和数据在该区降水降尺度的适用性。采用极限学习机(ELM)统计降尺度模型和HBV水文模型，探究喀什河流域未来气温、降水及径流的变化规律。
借助1979-2005年26个实测气象站点数据，以及NCEP/NCAR、ERA-Interim、CFSR和CanESM2数据的降水和气温序列资料，对其时空分布变化规律进行趋势分析和差异性比较。结果表明：四种再分析数据均能表现出气温和降水的时空分布变化规律，对气温的模拟远好于对降水的模拟，NCEP再分析数据更为贴近实测气温和降水数据。
借助实测气温和降水数据以及NCEP再分析数据，基于支持向量机统计降尺度模型，采用支持向量机-相关分析(SVM-CA)、支持向量机-逐步回归分析(SVM-SRA)、支持向量机-主成分分析(SVM-PCA)三种方案进行统计降尺度研究分析。结果表明：三种方案在研究区基本上是适用的，能较好的模拟气温和降水，其中降水模型的模拟效果相较于气温模型的模拟效果差，但均以SVM-SRA方案的模拟结果最佳。
采用人工神经网络(ANN)、极限学习机(ELM)、长短期记忆神经网络(LSTM)、支持向量机(SVM)、组合简单平均(CSAM)和组合支持向量机(CSVM)方法建立统计降尺度模型，再采用实测降水数据集分别与NCEP/NCAR、ERA-interim、CFSR和CanESM2再分析数据集建立统计降尺度模型，评估不同降尺度方法和数据对该区降水降尺度的适用性。结果表明：ELM和CSVM模型具有一定的优越性，能较好的适用于本研究区降尺度方面的研究与成果的应用，其中ELM模型在季节和年方面模拟效果最好，CSVM在月分布方面模拟效果最好；对于不同气象站点的最优降尺度数据存在一定的差异，但以采用ERA数据降尺度效果最佳。
借助喀什河流域1990-2000年的水文气象数据，构建考虑冰川模块的HBV水文模型来模拟径流，对比分析CanESM2模式、CNRM-CM5模式、GFDL-ESM2M模式、IPSL-CM5A-LR模式和MIROC-ESM模式在HBV水文模型中的适用性，利用最优CMIP5气候模式数据探究喀什河流域在未来(2031-2100年)RCP4.5和RCP8.5情景下气象和径流变化规律。结果表明：考虑冰川模块HBV水文模型能有效地对喀什河流域的径流过程进行模拟；五种CMIP5气候模式模拟的径流与实测径流变化趋势基本一致，对比发现CNRM-CM5气候模式径流模拟效果最好。在CNRM-CM5气候模式RCP4.5和RCP8.5两种情景下，喀什河流域未来气温和降水，均表现为增加的趋势，气温在两种情景下分别升高1.59℃和1.98℃；降水量分别增加59.82mm和76.12mm；喀什河流域未来径流处于增多的趋势，在两种情景下分别增多90.47mm和96.07mm。
借助1979-2005年26个实测气象站点数据，以及NCEP/NCAR、ERA-Interim、CFSR和CanESM2数据的降水和气温序列资料，对其时空分布变化规律进行趋势分析和差异性比较。结果表明：四种再分析数据均能表现出气温和降水的时空分布变化规律，对气温的模拟远好于对降水的模拟，NCEP再分析数据更为贴近实测气温和降水数据。
借助实测气温和降水数据以及NCEP再分析数据，基于支持向量机统计降尺度模型，采用支持向量机-相关分析(SVM-CA)、支持向量机-逐步回归分析(SVM-SRA)、支持向量机-主成分分析(SVM-PCA)三种方案进行统计降尺度研究分析。结果表明：三种方案在研究区基本上是适用的，能较好的模拟气温和降水，其中降水模型的模拟效果相较于气温模型的模拟效果差，但均以SVM-SRA方案的模拟结果最佳。
采用人工神经网络(ANN)、极限学习机(ELM)、长短期记忆神经网络(LSTM)、支持向量机(SVM)、组合简单平均(CSAM)和组合支持向量机(CSVM)方法建立统计降尺度模型，再采用实测降水数据集分别与NCEP/NCAR、ERA-interim、CFSR和CanESM2再分析数据集建立统计降尺度模型，评估不同降尺度方法和数据对该区降水降尺度的适用性。结果表明：ELM和CSVM模型具有一定的优越性，能较好的适用于本研究区降尺度方面的研究与成果的应用，其中ELM模型在季节和年方面模拟效果最好，CSVM在月分布方面模拟效果最好；对于不同气象站点的最优降尺度数据存在一定的差异，但以采用ERA数据降尺度效果最佳。
借助喀什河流域1990-2000年的水文气象数据，构建考虑冰川模块的HBV水文模型来模拟径流，对比分析CanESM2模式、CNRM-CM5模式、GFDL-ESM2M模式、IPSL-CM5A-LR模式和MIROC-ESM模式在HBV水文模型中的适用性，利用最优CMIP5气候模式数据探究喀什河流域在未来(2031-2100年)RCP4.5和RCP8.5情景下气象和径流变化规律。结果表明：考虑冰川模块HBV水文模型能有效地对喀什河流域的径流过程进行模拟；五种CMIP5气候模式模拟的径流与实测径流变化趋势基本一致，对比发现CNRM-CM5气候模式径流模拟效果最好。在CNRM-CM5气候模式RCP4.5和RCP8.5两种情景下，喀什河流域未来气温和降水，均表现为增加的趋势，气温在两种情景下分别升高1.59℃和1.98℃；降水量分别增加59.82mm和76.12mm；喀什河流域未来径流处于增多的趋势，在两种情景下分别增多90.47mm和96.07mm。