为了分析上海地区土壤热通量变化情况以及地源热泵系统对地表换热情况的影响,本文对上海地区土壤热通量及相关气象参数进行了为期一年的观测;总结分析了上海地区地表能量平衡特征;通过建立模型模拟分析地表换热情况及地源热泵系统对其的影响过程。首先,根据气象学定义提出典型日的选取标准,并对夏季、冬季典型日不同深度的土壤热通量变化特征进行分析。浅层土壤热通量受天气影响较大,不同的天气条件,土壤热通量日变化特征明显不同。夏季和冬季晴天5 mm热通量变化范围各为-23.62¹11.81 W·m^-2和-21.46⁶9.30 W·m^-2;天气条件从晴天、多云到雨天,变化幅度依次减小。太阳辐射对浅层热通量起主导作用;土壤含湿量的增加导致土壤热通量变化幅度减小;深层土壤热通量的变化主要受土壤温度梯度影响,变化较稳定。周围建筑物的遮挡效果对浅层土壤热通量的日变化特征影响很大。然后,结合经验模型计算了地表能量平衡式中的各分量。通过土壤温度预报校正法（TDEC）验证了5 mm处土壤热通量测量的可靠性,并以此代替地表热通量。净辐射和太阳直接辐射变化趋势一致,12:00左右达到峰值,夏季晴天为626.40 W·m^-2,冬季晴天为326.64 W·m^-2;大气逆辐射变化稳定,夏季均值为381.71 W·m^-2,冬季出现下降,均值为255.31 W·m^-2。夏季晴天显热通量与净辐射有相似变化趋势;多云和雨天,显热通量下降,潜热通量上升;冬季晴天显热通量与净辐射变化相反;多云和雨天,显热通量和潜热通量变化稳定。接着,通过线性回归和波文比-能量平衡法来表征地表能量平衡的变化情况。晴天裸土表面地表能量平衡闭合率可达到70%以上;降雨和土壤含湿量的增加,会使地表能量平衡闭合率下降。晴天时,波文比大于1,显热通量相比于潜热通量占主导地位;多云和雨天时,波文比接近于0。应用仿真软件建立模型,模拟分析地源热泵系统在不同运行策略下对地表换热情况的影响。模拟值与实测值有相同的变化趋势、数量级以及相位。通过模拟分析,发现地源热泵系统的运行会提高夏季地表吸热量,降低冬季地表散热量,从而提高地下土壤温度。综上所述,上海地区土壤热通量有明显的变化特征,地源热泵系统的使用会影响地表热通量的变化。本文研究结果对未来城市地区土壤热通量的观测研究做出了贡献,为研究地源热泵系统和当地微气候之间的相互作用提供了新的方向。