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随着经济的快速发展，中国西北干旱区绿洲在过去二十年经历了快速的城市化和农田扩张，2000年到2015年哈密绿洲土地利用和土地覆被在空间上发生了巨大的变化，地表各种参数随着这些变化也发生了巨大变化，并且这些变化使地表与大气彼此相互作用。利用中尺度区域气候预报模型WRF，首先使用哈密绿洲高精度土地利用及土地覆被数据替换模型内置数据，优选出一套适合研究区的WRF参数化方案，并检验改进后模型的模拟效果通过气象站点以及遥感反演。在此基础上，针对两期不同的土地利用和覆被数据进行模拟，研究土地利用和覆被变化对区域气候的影响，同时研究针对城市与绿洲的不同位置组合进行研究，从气温、能量平衡、风场变化等方面来研究土地利用覆被变化的区域气候效应，主要得到以下结论: (1)改进的WRF模型模拟效果表现较好，其中2m温度模拟值与观测值偏差、均方根误差、相关系数平均值分别为0.4℃、1.7℃、84％，2m相对湿度观测值与模行输出值偏差、均方根误差、相关系数分别为1.6℃，5.8℃，81％，且均有较小的偏差，模型模拟地表温度与遥感反演地表温度空间相关性达到93.14％;说明改进后的WRF模型完全适合对干旱区绿洲城市荒漠系统的模拟。 (2)本研究量化了土地利用覆被转换之间地表温度、2m相对湿度、潜热通量、感热通量以及2m气温之间的变化，其中研究区土地利用变化对气象要素的综合效应表现为:2m气温升高1.2℃，相对湿度增加2％;下垫面由绿洲转变为城市，2m气温增加2.5-3℃，地表温度增加3-5℃，相对湿度减小4-8％，潜热降低-20～-100W/m2，感热升高30～120W/m2;由荒漠变为城市，2m气温增加1-2℃，地温增加3-6℃，相对湿度减小1-4％;由荒漠变为绿洲，2m气温降低1.5-4℃，地温降低0-7.5C，相对湿度增加4-16％。 (3)绿洲和城市位置的不同组合对区域气候产生不同的影响，其中当城市位于绿洲中心时，城市对绿洲的影响大于城市位于绿洲边缘时;同时对低层风场和温度场的影响与高层不同，在低层风场和温度场中心基本重合，但在高层风场和温度场中心并不重合，温度场中心在风场中心下游。