陆面是大气重要的下垫面,对气候有十分重要的影响。作为陆面过程在气候模式中的唯一体现,陆面模式的性能对气候模式也尤为重要。干旱区范围广大,不同下垫面陆面过程差异十分明显,且同一下垫面陆面过程随季节、天气变化也很剧烈,其陆面过程研究在陆面研究中占有重要的地位。为了深入了解干旱区不同下垫面陆面过程特征和数值模拟性能,本文首先分析了干旱区绿洲和沙漠戈壁的陆面过程特征；其次对比研究了Noah、SHAW和CLM4.0三种陆面模式在干旱区暴雨前后的模拟性能；最后尝试性地研究了非均匀条件下内边界层上下不同高度大气强迫的选择对陆面过程数值模拟的影响。主要研究成果如下：(1)本文首先对“古浪实验”和“内蒙实验”陆面观测数据进行了分析,着重分析植被、暴雨对干旱区陆面过程的影响,主要结论如有：(a)沙漠感热通量是潜热通量的将近7倍,而由于植被影响绿洲潜热通量是感热通量的4倍左右,且植被生长有可能导致能量闭合度降低；随植被生长绿洲农田反照率逐渐下降并小于沙漠地表反照率,使绿洲净辐射大于沙漠净辐射。(b)干早区荒漠戈壁裸土下垫面暴雨过后,土壤湿度显著增大、土壤温度日变化振幅和日最大值明显减小,并且完全逆转了原有的感潜热分配,并使裸土反照率显著下降,净辐射明显增大,说明暴雨对干旱裸土下垫面陆面过程有非常重要的影响,且影响持续一定的时间,这对陆面过程模式的模拟提出了更高的要求。(2)鉴于暴雨对荒漠戈壁裸土下垫面陆面过程的显著影响,本文利用“内蒙实验”观测的近地层资料,驱动陆面过程模式Noah, SHAW和CLM4.0,对干旱区荒漠戈壁一次罕见暴雨过程前后的陆面过程各参数进行了单点数值模拟试验,用对比分析法检验了三个陆面模式在荒漠戈壁暴雨过程前后各半个月中的模拟性能。结果表明,三个模式都能模拟出干旱区暴雨前后湍流通量、辐射通量、土壤温湿的变化趋势。除对土壤温湿模拟之外,Noah模拟效果最好,尤其是对潜热通量的模拟,相关系数达0.99,均方根误差仅7.89 W/m2。三个模式对于感热通量、向上长波辐射、净辐射的模拟性能在暴雨过后有所提升,而对土壤温度的模拟性能在暴雨过后有所下降,说明三个模式更适于模拟暴雨过后较为湿润下垫面的感热、向上长波、净辐射和没有降水过程的土壤温度。(3)陆面模式的模拟性能,不仅取决于其自身的参数化方案,还取决于所选取的大气强迫是否合理。故本文利用2010年“古浪实验”稀疏防护林下垫面风速内边界层存在条件下2m和16m的观测资料,组成两组差异明显的大气强迫,分别驱动陆面过程模式TBLSHAW MULCH,探究了内边界层出现时大气强迫上下变化剧烈情况下不同高度大气强迫对陆面过程模式模拟性能的影响,并人为扩大强迫风速,做了陆面模式对强迫风速的敏感性试验。结果表明,除对短波辐射和净辐射通量的模拟,2m和16m两组大气强迫模拟值差别都相当明显,尤其是土壤温度和湍流通量的模拟,差别最为显著。从二者模拟效果来看,除对土壤温湿的模拟,2m强迫模拟效果更好。强迫风速的不断增大会导致陆面模式模拟的感热通量夜晚负值更明显,潜热通量午时峰值增大,土壤温湿都随之减小,且土壤温湿对强迫风速变化更为敏感。