长期以来，绿洲系统的研究深受学术界的关注。随着气候变化和水资源的短缺及人类活动的加剧，我国西北地区的荒漠化、干旱化发展速度较快，致使一些绿洲萎缩、退化，生态环境已相当脆弱，直接受到干旱化的严重威胁，生态环境状况不容乐观，严重威胁着我国西北人民的生活环境和质量，这也就使得揭示绿洲的形成、维持机理的研究显得更为迫切。 本文以甘肃省河西走廊金塔绿洲为例，利用实际地面观测资料和数值模式的模拟结果分析了夏季绿洲的的温、湿、风、辐射和土壤温湿的特征。 绿洲沙漠系统相互作用机理的研究利用大气基本方程、能量、水分平衡方程分析了绿洲环流的形成机制，分析了绿洲内的能量、水分平衡和绿洲的自保护机制。 夏季金塔“绿洲系统能量和水分循环的观测实验”实验观测资料的分析利用2003年-2005年在甘肃金塔绿洲开展的“绿洲系统能量和水分循环的观测实验”资料，本文分析了金塔绿洲在不同天气状况下的各气象场特征： 1绿洲沙漠温度场分布特征特征：绿洲沙漠之间温差在白天和夜晚分别达到4℃；随着时间的变化，从早晨开始，绿洲内的逆温层厚度逐渐减薄，傍晚时又增厚。 2绿洲环流的存在：绿洲沙漠的温差效应可以激发绿洲沙漠的次级环流，在不同的风场环境下体现不同，具体表现为：绿洲沙漠低层边缘在白天为辐散气流，夜间表现为辐合气流；从沙漠单点观测资料上可以看出：沙漠中的风向是渐变的，由夜间的沙漠吹向绿洲顺时针变为白天的绿洲吹向沙漠，再顺时针变为沙漠吹向绿洲。风向变化的周期约为一天，是顺时针变化的。； 3地表辐射收支特征：绿洲的小气候特征受太阳辐射的影响，绿洲内外在晴天时的总辐射基本相似，峰值在1000Wm-2以上，向上辐射受到土壤温湿度的影响略有不同，净辐射与总辐射日积分比值由持续晴天的48.6﹪增加到灌溉后和降水后晴天的53﹪左右；阴天时的总辐射和地表辐射以及净辐射的日积分值在减少，而向下的长波辐射在增加。净辐射与总辐射日积分比值最小，为41.0﹪。降水时段各项日积分总量均小于阴天和晴天时的。 4绿洲系统内土壤水分、温度分布的基本特征。分析了在不同天气背景下的各气象要素的特征及其对绿洲效应的影响；在不同的土壤湿度和天气背景下表现出不同的小气候背景：持续的晴天的空气最为干燥，其次为阴天的，再次是灌溉后和降水发生后的晴天，最为湿润的是降水当天。持续晴天下的土壤温度最高。降水时的土壤温度变化幅度最小，气温最低。不同站点沙漠和绿洲地表温度的极大值最小相差20℃左右，最大可相差30℃左右，即使在同一种植被表面，也可相差5-10℃。沙漠上土壤湿度在20-40cm之间存在日变化。 夏季金塔绿洲数值模拟实验的分析在绿洲系统的研究中需要点面结合来进行研究工作，仅仅依靠野外观测取得的一个点或者几个点的资料是远远不够的。数值模拟和观测相结合是最好的解决方法之一。 利用中尺度模式MM5的模拟结果，本文分析研究了绿洲环流和绿洲效应在不同天气状况下的表现形式：不同环流场对绿洲效应的影响有很大的区别，出现的形态也不太一样。对于静风来说，各物理量场(风、温、湿)是配套出现，且以绿洲中心为中心，绿洲效应表现形式主要是受绿洲本身形状的影响。在不同背景风场影响下，绿洲效应的表现不太一致。从模拟结果我们可以知道，绿洲内白天最为普遍出现的是高湿和低温。当绿洲冷岛效应出现后才有可能出现向四周辐散的风场和绿洲上空的下沉气流。辐散风场不出现或者其中心偏离绿洲时，温度场会随之而变，而湿度场也会有所改变，但是温湿场并不是配套出现。 土壤水在绿洲的生存和发展中起着不可替代的作用，本文利用数值模式讨论了不同的土壤湿度对绿洲效应的影响。通过敏感性实验，可知： 在白天土壤灌溉后地表温度和气温升温率较灌溉前有所减小。土壤湿度越大，绿洲温度越低，绿洲的“冷岛效应”越显著。这种“冷岛效应”的出现和加强，对西北绿洲的维持和发展有着积极的作用；.对地面能量通量的分析使我们认识到绿洲灌溉后地面感热较灌溉前偏低，潜热比灌溉前高；土壤湿度越大，这种差异越显著。当土壤湿度为0.35时，绿洲能够很好的表现绿洲特性，绿洲能够维持其自身的发展。绿洲边界层高度在灌溉前后有很大的变化。白天，随着土壤湿度的增加，绿洲的边界层高度逐渐降低。这种较低的边界层顶对绿洲起到了保护作用，它将绿洲的能量与水份保存在较低的边界层中。