从气象干旱定义出发，考虑干旱累积效应，借鉴前期降水指数（API）和标准化降水指数（SPI），建立基于标准化前期降水指数（SAPI）的逐日气象干旱指标，并利用1961—2010年全国632个台站的气象资料分析SAPI的适用性特征。结果表明：逐日SAPI曲线呈典型“锯齿型”特征，在降水持续偏少时段平稳下降，克服了基于“等权累加”建立的综合气象干旱指数由于前期降水移出计算窗口而导致的“不合理旱情加剧”问题，能够精细刻画干旱发生、发展和结束过程。SAPI敏感性分析表明，加剧一个干旱等级需要的无雨日数在降水越少的季节（地区）越多, 减缓一个干旱等级需要的日降水量在降水越少的季节（地区）越少。各等级旱日频率总体上与理论频率一致。降水量较少的季节（地区），轻旱、中旱及总旱频率略高于降水量较多的季节（地区），而重旱、特旱频率时空特征相反。1961—2010年全国平均各等级旱日频率均呈下降趋势，其中特旱较为明显，但具有复杂的时空特征：9—11月各等级旱日频率显著增加，其余月份以减少为主；各等级旱日频率总体上呈“西减东增”趋势。

利用中国地面台站逐日和逐时降水资料，对中国东南沿海地区近40年（1967—2006年）盛夏(7—8月)降水强度变化特征进行了分析。逐日降水资料的分析结果表明我国东南沿海盛夏的降水量呈显著增加趋势，且主要是由日降水强度增强所致，日降水频次的贡献不显著。结合逐时降水资料的分析结果发现，东南沿海地区虽然降水日的平均降水时数显著增加，平均逐时降水强度也显著增强。通过按降水持续时数确定的降水事件分类分析发现，短持续降水（≤4 h）平均小时强度显著增强，具体表现为弱小时强度降水减少和强降水增多。长持续性降水（≥15 h）平均小时强度减弱，但降水频次增加。由于长持续性降水的平均小时降水强度远大于短时降水平均小时强度，对整体小时强度增强是正贡献。总之，我国东南沿海盛夏平均降水强度增强主要来自长持续性降水频次的增多、短时强降水频次的增多和短时弱降水频次的减少。

利用天津1918—2010年逐日降水资料，分析了天津7个降水指数的长期变化趋势。结果发现：天津年降水量和降水日数年际差异较大，没有显著的趋势性变化。从1980年开始天津降水量和日数开始变小（少），方差也变小，四季中秋季降水量呈显著的增加趋势，夏季呈减少趋势，冬、春季变化较小。各极端降水指数中，均表现为线性趋势不明显，年际变化较大，20世纪90年代以来降水强度偏小，但呈缓慢的增加趋势，大雨日数也处于偏少阶段，大雨贡献率偏小，并呈减小趋势。四季中秋季连续5 d最大降水量呈显著的增加趋势，减少了秋季干旱的发生，最长连续无降水日数多发生在冬春季，近年来有增加的趋势。

采用北京地区13站1960—2008年和20站1978—2008年的气温观测资料，分析其变化的时空特征。1960—2008年北京地区平均气温呈上升趋势。1960—1969年、1969—1983年和1985—1998年北京地区平均气温变化趋势分别为-1.27℃/10a、0.79℃/10a和1.17℃/10a，即经历了快速下降、上升和快速上升3个时段。而1998—2008年出现了长期增暖中的一个减缓期，13站和20站资料揭示的平均气温变化趋势分别为0.02℃/10a和-0.05℃/10a。1998—2008年，城区总体仍然呈增暖趋势，北城的增暖速率是南城的两倍。远郊山区或靠近水体和公园的城镇站呈降温趋势。

根据1980—2009年我国龙卷事件的变化特征，初步探讨了20世纪90年代以后龙卷事件显著减少的特征及原因。结果表明，1980—2009年龙卷事件呈现明显减少的趋势，20世纪80年代最多，90年代以后明显减少，尤其是夏季（7—8月），在我国东部地区减少最明显。对龙卷高发时段7—8月06时（UTC）对流有效位能（E_CAPE）与深层垂直风切变（S₀₆）以及二者乘积变量（ES）的分析表明：E_CAPE和S₀₆是影响龙卷的两个重要因子，ES的高值中心更好地对应于龙卷事件发生的集中区。地面气温的变化会影响E_CAPE的变化。1980—2009年，我国华北平原地区7—8月S₀₆明显下降是20世纪80年代以后我国华北地区龙卷事件减少的主要原因。

利用IPCC发布的5个全球气候模式在高（SRES A2）、低（SRES B1）两种不同排放情景下的预报集成结果，对21世纪大尺度环境进行分析，进而对西北太平洋夏季热带气旋（TC）的频数进行预估。结果表明：两种情景下热带西北太平洋均呈现500 hPa位势高度偏高、太平洋东部海表温度偏高、低层菲律宾以东为异常反气旋性环流控制的特征。这种大尺度环境不利于TC生成，在高排放情景下或21世纪中叶后该环境特征更显著。未来TC频数总体呈减少的趋势，低排放情景下的TC频数变化趋势比高排放情境下平缓，TC频数存在年代际和年际变化。

利用安徽省78个气象台站1961—2009年的气象资料和作物资料，对农田水分供需状况进行探讨。结果表明：安徽省一季稻本田生长期总需水量自北向南逐渐增加，同时降水充足，沿淮和淮河以南的绝大部分地区多数年份农田水分供给充足有余；而冬小麦全生育期需水量与一季稻相反——自北向南逐渐减少，这主要受冬半年气温、风速和相对湿度的综合影响，加之降水量普遍不足，冬小麦主产区农田水分供应不能满足小麦生长需要，尤其需水关键期的水分亏缺十分严重。

利用1961—2010年江苏地级市气象站资料分析了近50年江苏秋季霾的年代际变化特征，并从气候背景的影响方面探讨其形成变化的特点：少霾期，大气环流以及水汽输送特征都有利于污染物的输送和稀释；而在调整期，气象条件有所调整，但不显著；在显著上升期，气候背景场对霾的发生起到十分积极的作用。另外，1961—2010年大气净化次数显著减少。海温与霾的年代际变化存在密切关系，当霾日数不断上升时，印度洋到南海海域的海温升高，引起低层风场的辐合，并通过类似于Hadley环流形式使得东亚同经度的中纬度地区低层辐散，利于水汽通道转换，进而有利于霾天气的发生。

根据1956—2000年沁河流域降水、耗水量和入黄武陟站实测径流资料，采用趋势分析、Mann-Kendall法和滑动t检验法分析了武陟站实测径流变化的事实，辨析了影响实测径流变化的原因，并在确定基准期的基础上，建立了降水径流双累积曲线关系，分离出了由降水、人类活动中引耗水及下垫面条件变化引起的实测径流变化量。分析结果表明：沁河入黄实测径流减少趋势明显，1972年为突变年份，且降水的减少、人类活动引耗水的增加和流域煤矿开采、地下水超采和水土保持措施等综合作用致使实测径流减少。人类引耗水、气候变化及下垫面条件变化对径流的影响总量为70.6 mm，其中，引耗水致使实测径流减少为17.6 mm，贡献率为24.9%；气候变化影响量为35.6 mm，贡献率为50.4%；下垫面条件变化影响量为17.5 mm，贡献率为24.7%。

随着国家对可再生能源的重视和扶持，我国以麻疯树等为主的能源植物种植业呈现快速的产业化发展势头。这种生物质能源植物的产业化种植可能会对生物多样性带来影响，如对生态系统与栖息地的影响等，但这些影响还存在着诸多的不确定性和争议。从防患于未然的角度，对我国的生物质能源植物种植业发展提出了相应的建议：在生物多样性敏感地区的种植规划和项目应进行生物多样性影响评价，应尽可能使用当地物种并进行合理的配置，尽可能减少大规模单一物种的种植模式，注意原有生境的完整性和生态廊道的维持；同时，需要政府部门加大科学研究支持力度并做好监测工作，以实现我国生物质能源植物种植业和生物多样性保护的双赢。