本文以黄河流域为研究对象,从流域气象干旱出发,在气象干旱的概念、量化指标、驱动因素、评估、预测等方面开展一系列研究工作。基于流域站点降水、气温等气象要素,分析各分区干旱驱动因素的时空分布特征及代际演变规律;基于流域历史干湿状态的评估,分析了黄河流域各分区干湿演变的趋势、突变及周期性特征,揭示了不同气候影响下各分区干湿变化特征的差异性;在识别流域各分区短期、中长期干旱事件的基础上,提出干旱事件多角度特征量评估框架,针对各分区干旱事件的时间特征、强度特征、演变特征进行年代际的变化进行分析,基于干旱时域、空间域和频率域紧密联系、共同演变的特点,从流域整体气象干旱场的角度,揭示黄河流域的干旱时空分布结构的演变规律。最后,采用SSA-ARMA耦合预测模型对流域干旱的未来变化进行了预测,本研究所取得的主要成果如下:(1)黄河流域年均降雨量在空间上呈现东南向西北依次递减的分布特征,流域西北部地区是黄河流域年降水变率最大的地区。各分区中仅A区西北部年降水量出现显著增加,其他区域年降水均呈现不显著的减少趋势。黄河流域年均气温在空间上呈现东至西依次递减的分布格局,各分区代际年均气温在1980s发生转折后各分区气温均在增加,年均气温均呈现显著增加趋势。(2)针对流域干湿演变的趋势、突变和周期特征进行研究,从中发现:年内及年际尺度上,黄河流域仍具有干旱化的趋势;流域各分区在不同层次的突变类型上呈现出显著的差异性;在多种不同气候系统影响下各分区的干湿变化的周期性存在时间空间尺度的差异性。(3)基于游程理论的相关规则分离了各时间尺度下干旱事件,并针对黄河流域各分区进行短期、中长期干旱事件的演变及时空关联分析。厘清干旱事件的开始、发展、高峰、衰退、结束的全过程,分析了干旱事件特征量的时空演变规律;之后以历史特大干旱事件为例进行时空演变分析,发现不同时间尺度干旱事件的时空密切关联很有可能造成社会经济干旱,进而导致严重的社会经济影响。(4)分别采用EOF和CEOF两种统计分析方法,从流域整体干旱场的角度,探究黄河流域干旱时空演变的深层次规律,研究发现:从时间域与空间域的综合演化角度,发现流域年际干旱场主要有3种类型,即全流域一致型,南—北反相型和东—西反相型,分别代表的空间分布类型基本保持稳定。从时间域、空间域和频率域三方面演化角度分析,发现流域年际干旱场主要存在全流域型、东南-西北反相型和东-西反相型,且三种模态的旱涝变化具有明显的空间传播特征。(5)建立一种基于序列内在信息,利用干旱指数的周期性变化规律进行干旱预测的干旱合成预测模型,即SSA-ARMA预测模型,并应用于黄河流域的干旱分区预测和时空分布预测中。应用预测模型发现,多数分区处于干湿平衡状态;未来各年份均具有各自的典型干湿分布形式