城镇化的发展使土壤和植被的地表被水泥路面和建筑取代,导致局地小气候环境发生显著改变,探寻合适的方法准确定量估计这种变化一直是相关研究的难点。另外,高温或积冰水泥路面会影响交通安全,故对比水泥地和裸地温热变化差异并进行模拟研究对指导路面温度预报具有重要指导意义。同时,由于自动气象观测站的广泛应用,使气象观测资料的时间分辨率大大提高,这对提升地表热通量计算的准确性贡献如何,何种计算地表热通量的方法更合适合等等,都是值得深入探究的问题。本研究试验观测在南京信息工程大学农试站进行,设置了水泥地和裸地两种下垫面,应用自动气象站采集每1分钟的净辐射、气温、地温和热通量数据,分析了两种下垫面下导温率、温度及热通量的变化规律与差异,用不同方法对它们进行了模拟计算,主要结果如下：对导温率的模拟表明,对水泥下垫面,谐波法和容积热容量法模拟的效果要优于振幅法和热传导对流法,位相法模拟效果最差。裸地除谐波法外热传导对流法是一种比较不错的方法,这种方法在有高水分密度的裸地中表现较好；其次是容积热容量法和振幅法,位相法模拟效果仍然最差。比较不同方法对温度模拟结果表明：谐波法对两种下垫面,无论对浅层还是深层温度模拟,其表现均为最好,模拟值与实测值相关系数均在0.99以上。其次,对水泥地,振幅法模拟效果较好,相同季节相关系数通常略高于其他方法0.01左右。而对裸地而言,热传导对流法模拟效果较好,相关系数通常略高于其他方法0.015左右,热传导对流法阴天时相关系数高于其他方法0.06,模拟结果表现出明显优势。两种下垫面位相法模拟值在晴天表现较好而在夏季阴天模拟结果很差,相关系数通常在0.7左右。在热通量值模拟中不同季节以及相同季节的白天和黑夜进入地表总能量变化不一致,研究认为冬季白天台站法的模拟值通常要好于组合法、薄层法和土柱法,台站法模拟水泥地地表热通量与太阳净辐射值的相关系数通常在0.7左右,裸地模拟值相关系数在0.5左右,水泥地高于裸地。冬季夜间水泥地薄层法模拟效果最好且相关系数在0.5左右；裸地土柱法模拟效果较好,相关系数在0.6左右。裸地剩余三种方法模拟结果基本相同,水泥地土柱法模拟效果较差,相关系数仅在0.08左右。夏季模拟中白天土柱法模拟效果最佳,两种下垫面地表热通量与太阳净辐射值相关系数均在0.7以上,其次是台站法、薄层法和组合法。水泥地夏季夜间薄层法相关系数为0.019,模拟结果相对较好；裸地组合法模拟结果较好且相关系数在0.08左右。其次是薄层法,土柱法模拟值模拟效果相对较差且相关系数在0.005左右。对十分钟和小时分辨率条件下两种场地热通量模拟结果表明：在白天,十分钟数据模拟值相关系数高于小时数据0.2以上：在夜间,水泥地十分钟数据高于小时分辨率0.03以上,而裸地十分钟数据模拟结果约为小时数据十倍左右,高分辨率观测资料模拟结果通常较好。