我国西北干旱半干旱区面积广阔，绿洲和沙漠下垫面是其独具特色的生态景观，且具有典型性和代表性。绿洲是西北干旱区重要的生态资源，是干旱区人民生产、生活的主要基地，也是干旱区经济发展的承载体。然而，随着全球变暖以及人口激增和不合理开发，导致了干旱区荒漠化加剧、绿洲退化、生态环境被破坏等一系列问题。这些问题都严重地威胁着绿洲的可持续发展和当地居民的生存环境、生活质量。西北地区绿洲普遍处于荒漠的包围或边缘，能量收支和水分循环有其独特之处。因此，了解绿洲系统能量收支和水分循环过程，将有助于研究绿洲的维持和退化机理，为绿洲沙漠系统之间的地气相互作用研究提供一定的理论基础，也为绿洲沙漠系统陆气相互作用和生态、水文过程研究做一定的补充。　　 本文首先对绿洲和沙漠两种不同的下垫面上的观测资料做了印痕(footprint)分析。并针对不同观测高度，不同大气稳定度以及不同粗糙度条件下的观测资料的印痕做了比较分析。观测高度、大气稳定度和粗糙度是影响footprint的重要因素。在相同的下挚面和相同大气稳定度条件下，随着观测高度的增加，通量贡献源区会明显地扩大；在相同观测高度和相同下垫面条件下，大气稳定条件下的通量贡献源区明显大于不稳定条件下的通量贡献源区；在相同观测高度和相同大气稳定度条件下，随着粗糙度的减小，通量贡献源区会逐渐增大。　　 在绿洲下垫面上对于观测高度在3.33m处的通量贡献源区，80％的通量贡献来自于距离观测塔135m的范围内。大气不稳定条件下，在沙漠下垫面上对于观测高度为3m处的风浪区长度，90％的通量贡献来自于距离观测塔周围900m的范围内，而在大气稳定条件下90％的通量贡献则最远可以达到4500m的范围。　　 本文接着计算了金塔沙漠绿洲不同下垫面地表空气动力学粗糙度、地表反射率等几种重要的地表参数，同时对不同下垫面上的风速、空气温度和湿度等微气象特征进行了研究。金塔绿洲和沙漠下垫面中性条件下的动力学粗糙度分别为0.2316m、0.001243m，绿洲地表空气动力学粗糙度大于沙漠地表空气动力学粗糙度。金塔绿洲下垫面地表反射率分别为0.183、0.226，绿洲反照率小于沙漠反照率。　　 由于白天大气混合发展较好，绿洲、沙漠的风速、空气温度、湿度垂直梯度白天均较小；而夜间大气层结较稳定，绿洲和沙漠的风速、空气温度、湿度垂直梯度较大。绿洲内白天风速大，夜间风速小；白天空气温度高，夜间空气温度低，下午16时在近地层出现一个与太阳辐射加热有关的热中心；绿洲内夜间湿度大，日间湿度小。沙漠白天风速大，夜间风速小：沙漠内夜间湿度大，日间湿度小；下午17时16m高度处出现一个干中心。绿洲、沙漠7时左右，5cm土壤温度均为最小值，并且在地表有一个低温中心。绿洲、沙漠5cm土壤最大温度均出现在16时左右。由于热量传递引起的温度变化迟滞效应的影响，导致了各层土壤温度最小值出现的时间随着土壤深度的增加而延迟。　　 最后本文利用混合对流方法(MIX)，使用大孔径闪烁仪(LAS)的资料计算了感热通量，并对比分析了典型晴天天气条件下不同下垫面的地表辐射收支和能量传输特征以及能量平衡。在白天大气不稳定条件下，利用涡动相关方法(EC)和大孔径闪烁仪(LAS)测得的感热通量结果基本一致，LAS的结果略大于EC的结果。在夜间由于大气基本处于稳定状态，LAS得到的结果并不是很理想。　　 沙漠下垫面潜热通量日变化不明显，潜热值很小。绿洲和沙漠下垫面地表热通量夜间均为负值，而夜间绿洲地表热通量的绝对值相对沙漠地表热通量的绝对值较小。白天沙漠上感热通量明显大于绿洲的感热通量，绿洲内感热通量很小，在某些观测日甚至出现了负感热通量。