过去几十年来，气候变化所引发的问题已经对全球的环境和经济造成了不可忽视的影响。因此，气象分析越来越重要，而气象因子中的气温和降水变化的特征分析则是重中之重。本文运用多种数理统计方法并结合小波分析方法，对1959-2010年上海地区的气温观测数据进行了全面深入的研究，还给出了上海地区1951-2010年的降水观测数据的详细变化特征。同时基于VisualStudio2005和Matlab2009混合编程制作了气象统计分析系统。结论如下：1.上海市1959-2010年的气温变化特征：(1)上海市近52年来年均气温时间序列服从正态分布，u检验指出气温序列发生了某种突变现象，此外，持续性分析表明，未来年气温序列的发展趋势将和现有趋势保持一致，而秋季和冬季对年均气温序列发展趋势的影响尤为突出。(2)在0.05显著性水平下，上海市的总体气温呈现显著上升的趋势。年均气温序列的倾向率为0.5℃/10a。对于不同的季节，气温随着季节的更替出现不同的变化：春季、秋季和冬季的气温均呈现出比较明显的上升趋势，夏季的上升趋势则不太明显，是四季之中最弱的。(3)年气温序列的Mann-Kendall检验显示，上海市1959-2010年气温时间序列曾经发生突变，突变开始出现的时间集中在20世纪90年代之后的十年里。上海地区近52年来年均、季节气温均存在明显的周期振荡，气温序列在大时间尺度上的周期变化特征主要是由冬季气温序列来控制的，而小时间尺度上的周期变化特征则是四季共同控制的。2.上海市1951-2010年的降水序列变化特征：(1)上海市总体降水序列呈正态分布，x2检验显示总体降水序列与子序列的方差间不存在显著性差异，降水状态相对稳定。另外，年降水序列总体不存在一定程度的自相关性。(2)上海市近60年降水序列呈微弱上升趋势，年降水序列的倾向率为22mm/10a。累积距平序列的显著性检验表明，在0.05显著性水平下的序列上升趋势是显著的。(3)年降水序列的滑动t检验显示，上海市近60年来的降水序列出现了两次突变现象。20世纪60年代初降水量经历了一次由丰到枯的突变，90年代中后期以来则经历了一个相反方向的突变过程。年降水序列的周期分析结果显示，18-21年时间尺度、10-14年时间尺度、4-9年时间尺度上的小波变换系数模在整个研究时频域内的分布能量是最强的，可见，年降水序列的主导周期存在于以上几个时间尺度之中。具体方差分析显示，19年时间尺度上，年降水序列的变化平均周期约为15年；而13年时间尺度上的变化平均周期为10年左右。此外，小波分解与重构进一步说明了上海市年均降水序列在变化过程中确实存在着某种上升趋势，验证了前文的结论。3.基于Visual Studio2005和Matlab2009混合编程制作了气象统计分析系统。系统能够综合多种方法对研究区域的气象观测数据进行系统性的分析。