全球变化大背景下,区域气候的演变受到关注,区域气候预测问题具有重要现实意义。本文利用统计降尺度方法研究我国东部华南、长江中下游和华北地区汛期降水的短期预测和未来长期变化预估问题。首先,利用主成分分析结合多元线性回归的传统降尺度方法研究华南前汛期降水和长江中下游夏季降水的短期预测以及未来长期变化预估;在传统降尺度方法建立华北汛期降水模型效果不佳的情况下,提出了一种有物理基础的降尺度新方法,有效地建立了华北汛期降水的降尺度模型;在此基础上,针对预报量具有不同时间尺度变率的特征,建立了分离时间尺度的统计降尺度模型,进一步改进华北汛期降水的降尺度效果,并利用分离时间尺度的降尺度模型对华北汛期降水做预测试验和未来情景预估;最后,基于预报量和预报因子关系随气候背景态改变而变化的事实,提出了滑动基底建模的统计预测方法,以华北汛期降水为例进行预测试验。主要结论如下:　　 1.利用100°-125°E,12.5°-32.5°N范围内850 hPa经向水汽通量场的第2、3个主分量建立华南前汛期降水的统计降尺度模型。1993-2008年独立检验表明模型基本再现观测降水的性质,两者相关系数0.65,平均均方根误差15％。1991-2001年的回报试验中,统计降尺度模型的结果优于模式预测,它减小了模式预测偏低的系统误差,与观测降水的相关系数由0.37提高到0.47,平均均方根误差由35.5%减小到19.4%,降水距平符号命中率为72.7%。　　 2.利用95°-125,E,20°-40°N范围内500 hPa位势高度和700 hPa纬向水汽通量联合场的第1、4个主分量建立长江中下游夏季6-8月降水的统计降尺度模型。1993-2008年的独立检验表明模型效果良好,与观测降水的相关系数0.72,平均均方根误差18%。CMIP3的20个模式中FGOALS和GFDL2.1模拟能力较好,结合这两个模式利用降尺度模型估计降水变化。当前气候状况下,相比于模式降水,统计降尺度的结果更接近观测;未来40年,相比于模式预测,统计降尺度的结果较为统一。未来40年长江中下游降水增加,前15年里增加迅速,之后增加速度变缓,并且AlB排放情景下降水增幅要大于B1排放情景。　　 3.新提出的C_CVSR统计降尺度方法的特点是:(1)减少确定因子区域中的主观性,引入“非局地”预测信号;(2)加强统计预报方程背后物理过程的分析,建立了有物理基础的降尺度模型。C_CVSR降尺度方法有效地建立了华北汛期降水降尺度模型,1991-2008年独立检验中,模型估计与观测降水的相关系数是0.59,平均均方根误差19.6%,优于利用传统降尺度方法建立的模型。C_CVSR降尺度模型对站点尺度降水的降尺度效果来看,华北中东部平原地区的效果要优于西部山区以及沿海地区。　　 4.年际尺度上,华北降水与6月赤道中东太平洋海温以及同期中国东部的低层经向风密切相关;年代际尺度上,在印太暖池海温的作用下,华北汛期降水与6月西南印度洋海平面气压有同步变化关系。1991-2008年独立检验中,分离时间尺度的降尺度模型较为准确地再现了观测降水的性质,两者相关系数0.82,平均均方根误差14.8%,优于不分离时间尺度的降尺度模型。1991-2001.年的回报试验中,分离时间尺度的降尺度模型纠正了原来模式预测中年际变率过小的问题,与观测降水的相关系数从0.12提高到0.45,降水距平符号命中率为63.6%。CMIP3的20个模式中CSIRO3.5、CNRM3、MPI_echam5三个模式模拟能力较好,利用这三个模式以及它们的集合平均,预估未来降水变化。当前气候状况下,相比于模式降水,降尺度结果更接近观测。基于MPI_echarn5的降尺度结果预估未来40年华北汛期降水一直缓慢减少,而其余三个降尺度结果表明到2010-2024年,降水缓慢增加;到2035-2049年,降水略微下降,但比现在状况偏湿。不论模式还是统计降尺度模型预估,AlB排放下未来40年华北汛期降水变化不大。　　 5.年际尺度上,2000年以前华北汛期降水受前冬北大西洋海温三极子控制,2000年后控制因子发生改变,6月的欧亚遥相关信号和赤道东太平洋海温控制降水的变化;年代际尺度上,6月西南印度洋海平面气压与华北汛期降水有稳定的反位相变化关系,1999年以前,印太暖池区的海温以及东印度洋—西太平洋的海平面气压也会对降水的年代际变化产生影响。滑动基底建模的统计预测方法较好地预测了华北汛期降水,1991-2008年的回报试验中,回报降水与观测降水的相关系数为0.54,平均均方根误差为20.7%,降水距平符号命中率为72.2%。