汾河是黄河的第二大支流及山西省最大的河流,汾河流域位于半干旱半湿润地区,降水作为该区地表水的主要补给源,其空间变化规律影响着地表水资源的分布规律,进而影响生态建设和社会经济发展。基于汾河流域154个雨量站1971～2011年逐月降水数据,对汾河流域(FHRB)及其上游(TUR)、中游(TMR)和下游(TLR)的年、春季(3～5月)、夏季(6～8月)、秋季(9～11月)、冬季(12～次年2月)和汛期(6～9月)降水量时空分布特征进行分析,分别采用Mann-Kendall趋势分析、4种突变检验法(Mann-Kendall突变检验、累积距平法、Yamamoto法和滑动t检验法)和Morlet连续小波变换对降水时间趋势、突变和周期规律进行分析,结合流域地理环境和数据统计结构,通过GS+和GIS地统计模块检验并选择最优空间插值方法对降水空间特征进行分析。主要结论如下：(1)趋势分析：汾河流域近41a的年降水量变化趋势为-6.0 mm/10 a,春季降水量变化趋势为5.3 mm/10 a,夏季降水量变化趋势为-10.0 mm/10 a,汛期降水量变化趋势为-7.2 mm/10 a,秋季降水量变化趋势为6.6 mm/10 a,冬季降水量变化趋势为0.2 mm/10 a；中游、下游与汾河流域在各时间尺度上具有一致的变化趋势,年、夏季和汛期降水量均呈减少趋势,春季、秋季和冬季降水量均呈增加趋势；上游除冬季降水量呈减少趋势外,其他各时间尺度降水量均呈增加趋势,这与上游为山地型流域,地理环境明显不同于中游和下游有关；各时间尺度降水量的变化趋势均不显著(Z>0.10)。(2)突变分析：汾河流域近41a的年降水突变发生在1979年和1997年,春季降水突变发生在1975年和1980年,夏季降水突变发生在1982年,汛期降水未发生突变,秋季降水突变发生在2000年,冬季降水突变发生在1980年和2000年;结合上游、中游和下游各类降水突变年份,得到1979年、1980年和1997年为较典型的降水突变减少年,2000年和2007年为较典型的降水突变增加年；汾河流域的汛期降水量、下游的年降水量和汛期降水量未发生突变,与汛期降水较多,或下游所处纬度较低,年降水较多,对气候变化不太敏感有关。(3)周期分析：汾河流域近41a的年降水主周期(由主到次)为2 a、32 a、6 a和4 a,春季降水主周期为32 a、22 a、7 a和4 a,夏季降水主周期为6a、4a和16 a,汛期降水主周期为4 a、32 a、6a和14 a,秋季降水主周期为9 a、2 a、32 a和22 a,冬季降水主周期为15 a、6a、4a和32 a；汾河流域、上游、中游和下游的降水振荡周期在各时间尺度上均具有相似性,各降水序列在2011年后,长时间尺度范围的多雨期等值线未闭合或少雨期等值线已完全闭合,意味着较之2011年的前20年甚至更长时间,2011年之后的较长时间范围内,汾河流域各类降水可能均较多。(4)空间分析：汾河流域各时间尺度降水量与归一化植被指数(NDVI)的相关系数均通过了0.05显著性水平的检验,说明降水对植被生长的影响和植被对降水的响应；随海拔的增加,各类降水量极显著增加；随纬度的增加,各类降水量极显著减少；随经度的增加,年、汛期和秋季降水量(极)显著减少。汾河流域、中游和下游的年、夏季和汛期降水量均为南多北少,山地多盆地少,最低值位于太原盆地中部,等值线呈东北-西南走向；在春季和冬季,降水由南向北递减,等值线呈东西走向；秋季降水由西南向东北递减,等值线呈西北-东南走向；上游除春季和冬季降水较均匀外,其他时间尺度降水量均表现为西部山地多,东部山地和中部河谷较少的趋势。