干旱半干旱地区是全球变暖过程中最敏感,最脆弱的地区之一,其增温速率远远高于其他地区,尤其是在冬季,被称为冬季显著增温现象。CMIP5多模式一致地预测干旱半干旱区在21世纪会持续扩张,这关系到数十亿居民的生活和许多发展中国家的切身利益。然而,与此同时,全球植被均表现出变绿的趋势,植被变绿现象是否会影响干旱半干旱地区的温度变化,机制如何,仍未清除。本论文通过观测资料和卫星遥感资料,分析了植被变绿对干旱半干旱地区温度变化趋势的影响,研究发现植被变绿与显著增温现象同时发生,而且都在北半球高纬度地区最显著。以此为切入点,本论文分析了植被变绿和显著增温对应的下垫面类型,进而分析植被变绿引起的蒸腾和反照率变化情况,及其在冬季和夏季对地表温度的影响,最后,利用二维能量平衡模式讨论了高纬度植被变绿对中纬度荒漠带演变的远程影响。主要结论包括以下几个方面:(1)基于CRU的再分析数据、GIMMS LAI3g数据、MODIS的landcover数据等,分析了1982-2014年全球的温度变化趋势、干旱指数、叶面积指数(LAI)、土地利用类型分布情况,结果表明全球总的干旱半干旱区面积占全球陆地面积的41%,在这4种类型中,半干旱区的面积最大,约占整个干旱半干旱区的三分之一;1982-2014年间北半球显著增温,干旱指数越大,增温趋势越明显;1982-2014年全球存在着植被变绿的现象,干旱指数越大,局地湿润程度越大,植被变绿越明显;在干旱半干旱地区,落叶针叶林、常绿落叶林和常绿针叶林的变绿趋势最显著,这些森林主要分布在增温最显著的北半球高纬度地区。(2)基于GIMMS LAI3g数据、MODIS的Albedo数据、CERES的太阳辐射数据等,利用多元线性回归模型,定量分析了1982-2014年全球的植被变绿对地表温度变化的贡献,并从蒸腾量和反照率的响应变化角度,进一步分析了植被变绿对冬季和夏季地表温度的影响,从而得到植被变绿对季节增温差异的综合影响。研究表明,在全球变暖时期,LAI一直处于增长的趋势,尤其在高纬度地区;植被变绿引起了蒸腾量增加,反照率降低,但两种作用在冬季和夏季的综合效应却不同,在夏季,植被变绿导致的蒸腾致冷效应更强,地表温度表现为降温,在冬季,植被变绿导致的反照率增温效应更强,地表温度表现为增温;因此,植被变绿引起的北半球中高纬度大部分地区季节增温差异减小,即植被变绿造成的局地效应为使季节增温差异减小。(3)卫星遥感证据表明北半球高纬度普遍存在显著的植被变绿现象,大尺度范围的生态系统变化可能会引起全球范围内的响应。重点研究了干旱半干旱区,特别是中纬度的荒漠带的演化是否会受到高纬度植被变绿的影响。首次使用二维能量平衡模式对高纬度地区绿化对中纬度沙漠的影响进行研究,发现当高纬度地区发生绿化时,中纬度沙漠在南边界后退,而极地冰带和低纬度植被带都在扩大,这意味着高纬度植被变绿可能抑制中纬度荒漠带的扩张。