近几十年来，气候模拟工作者对地-气间相互作用过程的研究越来越重视。土壤的性质和地表植被覆盖对大气环流有重要的影响。而陆面观测大多在代表一定尺度的均匀的单点上进行，真实的自然陆面具有多重尺度的非均匀性。同时，陆面特征决定地-气间动量、热量、水汽和其它温室气体交换的强弱。不同地域的地形、土地利用、植被和土壤属性的差异，甚至小尺度、局地和次网格区域气象、水文和生态条件下，地气能量和水分交换方面的差异，都会对陆面过程产生影响。因此，进一步研究陆面过程参数化(特别是非均匀陆面过程参数化)是十分必要的。 然而，陆面过程资料的获取却是困绕陆面过程参数化的重大难题。遥感技术以其独特的优势，在陆面过程研究中的应用受到广泛关注，利用卫星遥感资料反演区域尺度上地表特征参数的有效性在科学界已达成共识。但是，如何将遥感观测资料和常规资料结合起来研究辐射传输、湍流交换以及地表水的通量等局地尺度特征量是一难题，很多学者都已做了大量的工作，取得了相当鼓舞人心的结果，真正能实际应用的成果却很少。 本文首先根据几种典型下垫面条件下的土壤表层(1-1m)的土壤温湿度资料，采用统计分布、功率谱分析、滤波等方法分析典型下垫面条件下土壤表层水热分布特征及其相互作用。从野外观测事实的基础上讨论下垫面非均匀性对地表水热通量的影响；然后以长江三角洲为例，将遥感观测资料和常规资料结合起来计算区域平均水热通量。进而尝试借助于常规气象观测、卫星遥感(NOAA-AVHRR)和地理信息系统(GIS)获得的资料，讨论采用统计-动力学的方法，将常规气象资料和卫星遥感等非常规资料结合起来计算非均匀下垫面区域平均地表水热通量计算方案的可能性。 为此，首先根据几种典型下垫面的土壤温湿实测资料，分析其时空分布特征和水热相互作用，从观测事实的基础上讨论统计-动力方案在计算区域平均地表水热通量时的可行性。其次，根据卫星遥感资料，反演了长江三角洲(长江下游)地区的地表温度，在此基础上分析地表温度时空分布特征，加上常规气象资料，对该统计-动力方案进行了数值试验。结果表明：(1)在研究区域不同类型的下垫面条件下，夏季土壤水分在湿润研究区呈明显的单峰偏态分布，且以β分布拟合效果为最好；而在临近绿洲的沙漠研究区则呈多峰分布，冬季呈г分布。且湿润的研究区域夏季土壤水分在时间上呈显著的10～25天的周期变化。(2)根据土壤温湿资料，采用功率谱分析、PCA分析等方法，分析了两种典型下垫面土壤温度的时空分布特征及其对土壤水分运动的影响，发现研究区土壤温度除日和年变化周期外还存在6－30天的不同周期；下垫面的非均匀性及其季节变化及温度梯度变化对土壤水分运动有很大影响，冬季温度梯度变化对土壤含水量影响大于夏季温度梯度对上壤含水量变化的影响，且温度梯度与水分运动方向相反。（3）利用NOAAAVHRR卫星资料反演了长江三角洲（长江下游）地表温度，发现地表温度对下垫面特征的空间变化较为敏感。并拟合了地表温度的概率密度函数（PDF）。结合空气动力学阻抗法（梯度法）计算地表水热通量，数值试验结果表明这种方法具有较大的实际应用价值。