中国北方半干旱区是湿润区与干旱区的过渡区,与我国农牧交错带以及受夏季风北边缘带摆动影响的夏季风影响过渡区大部分地区分布大体一致。该区域水资源缺乏,降水年际变率较大,是典型的生态环境脆弱带及生态过渡区,对气候变化极为敏感。因此,在全球变暖背景下开展对中国北方半干旱区界线与范围变化研究、夏季降水时空变化特征及成因研究有助于更好的了解半干旱区气候变化规律,具有重要的科学意义。本文利用1960-2016年气象站点资料、环流特征指数资料、NCEP/NCAR再分析资料以及其他基础地理信息资料,分析了中国北方半干旱区范围变化规律及其盛夏(7、8月)降水量时空变化特征,并探讨了典型降水量时空分布型与大气环流及水汽输送的关系。主要结论如下:(1)1960-2016年中国北方干旱界线和半干旱界线的多年加权平均位置分别为(98°59′46″E,37°10′5″N)和(108°26′31″E,38°57′25″N)。57年来干旱界线整体在经向和纬向分别有向西和向北移动的趋势;而半干旱界线整体在经向和纬向上分别存在向西和向南移动的趋势。(2)干旱界线和半干旱界线在各区域变化情况较为复杂,其异常年份也各有不同,在河套平原地区干旱界线变化幅度相对较小,干旱界线河西走廊内陆河地区在20世纪90年代有变湿的趋势,2000-2009年以来变干趋势明显。半干旱界线在黄河流域西部地区有变干的趋势,在黄河流域中部、东部地区以及海河流域地区最明显的特征是20世纪90年代是该区域干旱化最明显的时段,。而半干旱界线在辽河流域地区变化最为激烈,20世纪80年代湿润现象明显,90年代有明显变干趋势。值得注意的是,干旱界线和半干旱界线各区域在最近的十几年干旱化现象都有所缓和,有着逐渐变湿的迹象。(3)干旱、半干旱界线整体在经向和纬向移动存在不同的变化周期,其中干旱界线整体在经向和纬向移动上分别呈现出8年和11年的主周期,半干旱界线整体在经向和纬向移动上分别存在4年和12年的主周期。(4)1960-2016年中国北方半干旱区面积变化十分激烈,是干湿变化的敏感区,57年来我国半干旱区面积有微小的减小趋势,呈现出阶段性特征:1960-1969年半干旱区面积呈增加趋势,1970-1989年呈减少趋势,1990-1999年呈明显增加趋势,2000年以后又呈减少趋势,其中2000-2009年是近57年来半干旱区面积最大也就是干旱化最严重的时段。(5)1960-2016年中国北方半干旱区7月和8月降水量主要存在“区域一致型”和“区内反向型”两种主导时空变化模态。“区域一致型”表示半干旱区整体在7月和8月降水量呈现一致偏多或一致偏少的同位相降水分布特征,该模态下近57年来7、8月降水量均呈减少趋势,但8月减少趋势更明显;“区内反向型”表示中国北方半干旱区东部与西部降水量分布型呈现出相反的变化趋势,该模态下7、8月降水量年际变率较小但年代际变化明显。(6)“区域一致型”模态下,中国北方半干旱区7、8月降水量变化的大气环流配置存在不同。欧亚遥相关以及中纬度西风气流是影响7月降水量变化的重要因素;而西太平洋异常高压是影响半干旱区8月降水量变化的主要原因。在“区内反向型”模态下,当在东亚沿岸形成一个南高北低的气压高度场配置时,北方半干旱区在反气旋性环流的影响下,易形成北方半干旱区西部降水量偏多而东部降水量偏少的格局。