利用建立的大气水汽含量与地面水汽压的关系式，计算了天山山区及周边地区1961—2009年间44个站的水汽含量，分析了水汽含量的时空分布特征及其与气候变化因子的关系。结合微波辐射计观测数据，分析了夏季强降水过程的水汽演变特征，得出以下结论：1.建立适合于天山山区的水汽含量与地面水汽压的关系式W=1.6571e，计算结果与探空结果非常接近，可用于天山及周边地区水汽含量的计算。2.天山山区水汽含量高值区主要分布在天山北麓的河谷平原地带，中天山和东天山是低值区，大气水分随高度呈负指数规律递减。水汽含量在近50a内呈增加趋势，夏、秋季增加明显，突变发生在1986年，与西北地区气候变化具有一致性。EOF分解表明水汽含量空间场主要有全区一致性和南北坡反相变化两种分布型态。3.水汽含量是影响天山山区降水量的最主要的因素之一，夏季大气水分与降水的关系最为密切，EOF分解表明降水和水汽前两种向量场空间分布型和时间的相似程度很高。降水转化率山区普遍大于山前平原地带，春季降水转化率最大（7.67﹪），其次为夏冬季，秋季最小。4.水汽与其他气候变化因子也有一定的关系。水汽对全球变暖和气候变化有负反馈作用，冬季NAO与水汽有相关关系，冬季AO与夏季水汽相关性最显著。5.伊犁河流域是天山山区水汽最丰沛、降水量最多的地区，大气水汽含量在空间分布上主要表现为西部多于东部、平原多于山地、迎风坡大于背风坡的特点。近49年呈上升趋势，水汽的增加主要在夏季。6.微波辐射遥感水汽是一种新型的水汽探测手段，与探空观测的水汽廓线总体趋势一致。乌鲁木齐夏季整层大气水汽含量（PWV）呈现明显的日循环特征，与降水日变化特征基本一致。7.夏季强降水过程的PWV和液态水含量时间演变具有一致性。降水发生前有一定的水汽积累阶段，在达到峰值前跃增，降水的峰值一般滞后水汽峰值大约1小时，降水过程中PWV变化较大，当PWV急剧减少到月均值以下时降水结束。