本书系统地论述了中国天山气候及其气候变化的基本概况，中国天山气候要素的年际、年内时空变化格局，中国天山地形异质性对气候的影响，中国天山短期历史气候资料重建及其不确定性，中国天山降水形态分离研究、中国天山降水形态转变主要驱动因素及其未来变化预估，中国天山降雪影响因素分析，中国天山积雪及其垂直分布异质性，以及中国天山未来土地利用变化预估等。

李雪梅，鲁东大学数学与应用数学专业学士、中科院新疆生态与地理研究所自然地理专业硕士与博士，中国地理学会会员、甘肃省遥感学会会员，入选兰州交通大学“百名青年优秀人才培养计划”，长期从事自然地理方向的教学与研究工作，发表论文多篇。

目 录
第1章 概论 1
1.1 地理位置与总体特征 1
1.2 气候与水文特征 3
1.3 气候要素时间变化特征 4
1.4 中国天山气候要素空间变化特征 9
1.4.1 Mann-Kendall趋势检验 10
1.4.2 年平均气温 11
1.4.3 年降水量 12
1.4.4 年平均相对湿度 12
1.4.5 年日照时数 13
1.4.6 年最大积雪深度 13
参考文献 13
第2章 地形异质性对中国天山气候的影响 15
2.1 地质特点 15
2.2 地形地貌 16
2.3 冰川活动 17
2.4 数据与方法 17
2.4.1 数据 18
2.4.2 地形异质性研究方法 19
2.4.3 反距离权重插值法 20
2.4.4 统计分析与PLS分析 20
2.5 地形异质性分析 21
2.6 地形异质性对中国天山气候的影响 23
2.7 结论与讨论 25
参考文献 26

第3章 中国天山短期气候历史重建及其不确定性 27
3.1 数据与方法 28
3.1.1 数据 28
3.1.2 Delta方法 30
3.1.3 物理标度法（SP） 30
3.1.4 人工神经网络 31
3.1.5 精度和不确定度分析 32
3.1.6 集对分析SPA 33
3.1.7 气候重建的RSPA 33
3.2 率定和验证的MAT时间序列精度评估 35
3.3 率定和验证的MAP时间序列精度评估 38
3.4 率定和验证的MAT不确定度分析 40
3.5 率定和验证的MAP不确定度分析 41
3.6 重建的MAT和MAP不确定度比较 42
参考文献 53
第4章 中国天山降水形态分离及不同形态降水时空变化特征 58
4.1 降水形态分离及不同形态降水量时空变化 58
4.1.1 数据来源 58
4.1.2 降水形态分离方法 59
4.1.3 频率求交法结果与分析 60
4.1.4 概率保证法结果与分析 63
4.1.5 临界气温和阈值温度变化分析 64
4.1.6 不同形态降水量时空变化 66
4.1.7 结论与展望 69
4.2 不同形态降水日数时空变化特征 70
4.2.1 数据与方法 70
4.2.2 中国天山降水形态空间分布特征 72
4.2.3 中国天山降水形态空间分布变化特征 73
4.2.4 中国天山降水形态年内分布规律 74
4.2.5 中国天山降水形态年际变化规律 75
4.2.6 结论与讨论 79
参考文献 80
第5章 中国天山降水形态转变成因及未来趋势预估 82
5.1 数据资料 82
5.1.1 观测数据 82
5.1.2 CMIP5模式数据 83
5.2 研究方法 84
5.2.1 多元线性回归模型 84
5.2.2 BP神经网络预测模型 84
5.2.3 BP-DEMATEL模型 87
5.2.4 Delta降尺度 89
5.2.5 泰勒图 90
5.2.6 数据模拟精度评价指标 90
5.3 中国天山降水形态转变的关键驱动因子辨析 91
5.3.1 降水形态区分及计算方法 91
5.3.2 降水形态转变的影响因子指标体系构建 93
5.3.3 降水形态转变的关键影响因子识别 94
5.3.4 降水形态转变的关键影响因子分析 96
5.4 中国天山未来降水形态变化趋势预测 100
5.4.1 温室气体排放情景 100
5.4.2 多模式精度验证 102
5.4.3 人工神经网络预测验证 103
5.4.4 RCP情景下未来RPR预测 104
5.5 结论与展望 111
5.5.1 主要结论 111
5.5.2 不足与展望 113
参考文献 114
第6章 中国天山降雪影响因素分析 116
6.1 数据与方法 116
6.1.1 数据来源 116
6.1.2 研究方法 117
6.2 中国天山降雪量影响因素分析 119
6.2.1 预测变量重要性辨析 119
6.2.2 多元线性回归模型模拟 121
6.2.3 随机森林模型模拟 121
6.3 降雪影响因素分析 123
6.3.1 主要影响因子 123
6.3.2 其他影响因子 125
6.3.3 小结 126
6.4 结论与展望 127
6.4.1 主要结论 127
6.4.2 不足与展望 128
参考文献 128
第7章 中国天山积雪及其垂直分布异质性 131
7.1 数据与方法 131
7.1.1 数据 131
7.1.2 方法 132
7.2 中国天山积雪垂直分布异质性研究 133
7.2.1 中国天山积雪分布特征 133
7.2.2 中国天山年内SAE垂直分布特征 134
7.2.3 中国天山不同海拔分区SAE年内变化特征 136
7.2.4 中国天山LST垂直分布特征 137
7.2.5 不同海拔分区LST年内变化特征 138
7.2.6 中国天山积雪对地表温度的响应 139
7.2.7 结论 140
7.3 中国天山积雪物候演变及驱动因素辨析 142
7.3.1 中国天山SCD空间分布特征 142
7.3.2 中国天山SCD年际变化特征 143
7.3.3 SCD与LST相关分析 144
7.3.4 积雪物候时空格局 145
7.3.5 积雪物候对地形异质性的响应 148
7.3.6 积雪物候对气候变化的响应 151
7.3.7 讨论 154
7.3.8 结论 155
参考文献 156

第8章 中国天山开都河流域湿地退化风险评估和土壤水分反演 158
8.1 开都河上游高寒湿地退化风险评估 158
8.1.1 研究区概况 158
8.1.2 数据说明 159
8.1.3 研究方法 160
8.1.4 结果与分析 162
8.1.5 结论 169
8.2 开都河下游焉耆盆地土壤水分反演 169
8.2.1 研究区与数据 171
8.2.2 研究方法 173
8.2.3 结果与分析 175
8.2.4 讨论 183
8.2.5 结论 185
参考文献 185
第9章 中国天山未来土地利用变化预估 189
9.1 研究方法 189
9.1.1 变化因子法 189
9.1.2 数据模拟精度评价指标 190
9.1.3 马尔可夫链模型 191
9.1.4 FLUS模型 191
9.1.5 土地利用动态度 193
9.2 研究数据处理与模型精度验证 194
9.2.1 数据来源与处理 194
9.2.2 精度验证 199
9.2.3 小结 202
9.3 未来气候变化和土地利用现状变化分析 202
9.3.1 未来气候变化分析 202
9.3.2 中国天山土地利用现状变化分析 204
9.3.3 小结 207
9.4 RCP情景下中国天山土地利用变化预估 208
9.4.1 RCP 2.6情景下中国天山土地利用变化预估 208
9.4.2 RCP 4.5情景下中国天山土地利用变化预估 211
9.4.3 RCP 8.5情景下中国天山土地利用变化预估 215
9.4.4 小结 218
9.5 结论与展望 219
9.5.1 主要结论 219
9.5.2 不足与展望 221
参考文献 222