利用2001-2007年MODIS地表温度数据、137个气象观测台站数据和ASTERGDEM数据,采用普通线性回归分析方法(OLS)及地理加权回归分析方法(GWR),研究了高原月均地表温度与气温的相关关系,最终选择精度较高的GWR分析方法,建立了高原气温与地表温度、海拔高度的回归模型。各月气温GWR回归模型的决定系数(AdjustedR2)都达到了0.91以上(0.91～0.95),标准误差(RMSE)介于1.16～1.58℃;约70%以上的台站各月残差介于-1.5～1.5℃之间,80%以上的台站的残差介于-2～2℃之间。根据该模型,估算了青藏高原气温,并在此基础上,将高原及周边地区7月份月均气温转换到4500m和5000m海拔高度上,对比分析高原内部相对于外围地区的增温效应。研究结果表明:(1)利用GWR方法,结合地面台站的观测数据和MODISTs、DEM等,对高原气温估算的精度高于以往普通回归分析模型估算的精度(RMSE=2～3℃),精度可以提高到1.58℃;(2)高原夏半年海拔5000m左右的高山区气温能达到0℃以上,尤其是7月份,海拔4000～5500m的高山区的气温仍能达到10℃左右,为山地森林的发育提供了温度条件,使高原成为北半球林线分布最高的地方;(3)高原的增温效应非常突出,初步估算,在相同的海拔高度上高原内部气温要比外围地区高6～10℃。