为了研明下垫面性质改变对地表温度变化的影响,阐释地表温度变化的物理机制,准确预报地表温度的变化,本文首先利用在南京信息工程大学观测场裸土和水泥两种下垫面类型冬季气象观测资料,分析了不同下垫面地表温度的变化特征,探讨下垫面热特性对地表温度变化的影响,并提出地表温度预报模型,给出不同下垫面对应的参数值。据此,利用江苏省高速公路路面温度气象资料以及淳安茶叶汾口站气象资料,应用提出的地表温度预报方程,分析其地表温度变化特征,确定其参数并检验其预报效果,与神经网络法作对比分析两种方法优劣性,主要结论为有:（1）通过对气象试验场两种下垫面不同天气情况下的温度特征对比观测研究,根据地表能量平衡原理、地表热传导方程和夜间净辐射与温度关系方程,建立基于当日实时温度观测信息的、机理性的地表温度变化预报模型。温度预报模型中的参数B₀值仅与下垫面状况ρ、c、κ有关,即随着局地下垫面发生改变时,参数B₀值会相应发生时空变化。B₀确定后,考虑局地微气象要素可以确定B值,B值除与Rn有关外,还随温度不同而发生变化,随着温度增高或降低,B值绝对值变大或减小。（2）将上述地表温度模型应用于江苏省高速公路的地表温度预报。根据选取的13个站点气象观测资料,进行逐时路面温度预报,计算了所选高速公路路面参数B₀值和B值,结果表明路面温度预报值与模拟值相关系数高、平均偏差和标准差小,模型模拟效果好。晴天条件下逐时温度预报值与实测值偏差在1℃以内超过70%,预报值与实测值偏差在3℃达到100%,说明该预报方程具有较好的实用性和较高的预测精度,预报结果可靠,用来预测高速公路路面温度能提高预报准确率。（3）利用淳安汾口站2012-2014年茶园气象观测资料,将上述地表温度模型应用于茶树冠层温度预报,取得了满意的效果。在茶树采摘季2-4月,利用2012年建立茶树冠层预报方程并确定其参数,并利用2013、2014年数据做验证,结果表明预报值与模拟值相关系数高、平均偏差和标准差小,模型效率高。茶树冠层预报方程具有较好的实用性和较高的预测精度,预报结果可靠,可以用来做早春茶树冠层温度的预测,为早春茶树霜冻灾害预报预警提供科学依据。（4）与神经网络方法作对比,本文提出的地表温度预报模型得到的路面温度和茶树冠层温度预报值更加精确,模型机理性强、模拟预测效果更好。