近年来，土地荒漠化、持续干旱、全球变暖以及水资源短缺等一系列重大的全球环境问题和气候异常已引起世界各国政府及科学界空前的重视，也构成当代气候学研究包括陆气相互作用所面临的紧迫问题之一。而其中正确认识各种下垫面的陆面过程特征，提高陆面模式的模拟能力是完善气候模式的重要途径。　　 本文收集和整理了我国西北干旱区敦煌双墩子戈壁陆气相互作用外场试验的数据，分析了该下垫面的近地层风、温、辐射等常规观测要素，并在此基础上结合同时次观测到的涡动数据，计算得出适合该地区的陆表参数方案。考察了陆面模式CommonLandModel(CoLM)对该地区的模拟能力，并结合之前提出基于实验数据的参数化方案对模式加以改进，提高了该模式对这一地区的模拟能力,其主要结论如下:　　 1.利用气象塔常规资料的风速、风向、地气温差和辐射四分量等资料，进行了不同时间尺度的变化特征分析。该地区多为东、西风，威布尔分布能很好地拟合这里的风速频率分布;风向没有明显的年际变化，各风向每年出现的频率变化不大，风速有着较弱逐年递减的年际变化趋势。净辐射有明显的日变化规律，最大值出现在正午，最小值出现在日落后，净辐射日变化的季节差异明显。地气温差变化幅度较地温和气温小，分布在-1度附近有一个非常明显的峰值。　　 2.利用2008年夏季加强期的涡动观测资料，分析该地区地表能量交换特征。站点下垫面的感热通量明显高于潜热通量，并且在白天，会有微弱的负潜热发生。土壤2.5cm和7.5cm深处的热通量日变化明显，两者变化趋势大致相同，但7.5cm处的土壤热通量明显延迟于上层，在观测中也发现了较大的能量不平衡现象。在湍流方差分析中发现σu/u(*)，σv/u(*)，σw/u(*)与z/L之间的1/3次方规律还是很明显的。大气处于中性层结时，σu/u(*)，σv/u(*)，σw/u(*)分别趋于常数4.01，3.39，1.03。　　 3.从地表反照率、地表粗糙度、近地层廓线关系、总体输送系数和土壤热传导率这5个方面分析了典型干旱背景下，敦煌戈壁下垫面的近地层参数特征。计算出该下垫面典型夏季晴天反照率为0.257;该下垫面的动力学粗糙度为0.45mm、热力学粗糙度为0.05mm;对常用的Businger-Dyer廓线关系在极端干旱区戈壁下垫面的普适性进行检验，在不稳定层结下符合较好;在稳定层结下，Businger-Dyer的经典廓线关系明显偏小，我们给出了新的拟合系数。动力输送系数Cd和热力输送系数Ch均有较明显的日变化特征，变化趋势也是一致的，两者均随着稳定度增加而减小，Cd和Ch与近地层风速变化密切，在不稳定层结下，总体输送系数均随着风速的增加而增加，在稳定层结下，Cd的变化并不明显，热力输送系数随风速增加而增加，趋近于中性层结下的平均值。在中性层结下，动力和热力学输送系数随风速的变化很微小。同时也考察了该站点2.5，7.5cm的土壤热传导率，其值分别为0.199和0.201W·(m·K）-1。　　 4.利用敦煌双墩子戈壁试验资料驱动CoLM模式对绿洲边缘戈壁的陆面过程特征进行了模拟实验。结果表明，CoLM模式能够较好地模拟出戈壁下垫面感热通量、地表温度以及辐射分量等变化特征，但是也有不足。我们利用第四章的结论对模式加以改进，称为实验2。实验2在模拟效果中有所提高，对于夜间，稳定层结下的负感热模拟有所改进，在白天的午间，对感热极值的模拟虽然有所改进，但仍有差距;吸收短波辐射模拟的很好，几乎和观测值重合;地表温度和地表长波辐射的模拟有所改进，但也存在模拟极值偏小的问题。最后我们利用风速来参数化热力学阻抗，以达到提高感热模拟效果的目的，称为实验3。利用这一参数化的改进，其效果令人满意，对感热和地表温度的模拟效果有了明显的提高，特别是在正午的极值上，有了很大的改进。