近年来，随着城市化进程加速与气候变化研究的广泛开展，城市下垫面地气间能量与物质交换研究，如感热与CO2通量研究，吸引了广泛关注，了解城市下垫面地气间能量与物质通量特征可为研究城市地表能量平衡、城市人为源（热源、CO2源等）排放、碳循环等问题提供理论基础。进行通量观测必然牵涉到观测空间代表性问题，尤其是对于下垫面地表类型比较复杂的情况，需要采用印痕模型提供定量化的源区分析，可以加深对通量观测的空间代表性的了解以及对通量观测结果的分析，还可为今后设立城市通量观测站提供科学依据。　　基于以上目的，本研究利用常州通量站2011年11月至2012年8月的风速、风向与气温等基本气象数据，采用大孔径闪烁仪(LAS)与涡动相关(EC)获取的感热通量数据，采用EC获取的CO2通量数据，分析了常州站的基本气象特征、感热与CO2通量特征。然后，本文利用欧拉印痕模型对感热通量与CO2通量进行观测代表性分析。最后，本研究探讨并尝试建立了针对CO2通量观测的拉格朗日印痕模型。　　研究结果表明，采用LAS可以获取与EC类似的结果，LAS与EC所得的感热通量均具有明显的日变化特征，正午出现最大值，午夜出现最小值。2011年11月至2012年8月，整体上月均CO2通量呈下降趋势，最大值出现在11月，为0.396mg m-2s-1，最小值出现在8月，为0.149 mg m-2s-1;,常州站CO2通量日变化特征表现为上下班高峰期CO2通量较高，中午与午夜CO2通量较低，白天通量降低是由于植被吸收CO2所致，午夜通量下降是由于人为源排放下降所致。　　LAS与EC感热通量月平均欧拉印痕的重叠部分较大，即LAS与EC观测的代表区域较类似。常州站EC观测的源区主要来自EC观测点的偏北、偏东以及偏南方向，70％印痕基本落在1km范围内;LAS观测的源区主要来自LAS发射端与接收端连线以东、以南以及以北方向，70％印痕落在0.5至1km范围内。LAS与EC的逐时个例的印痕分析可以作为观测数据质量控制的判断依据，将经过质量控制的有效个例分为四类:偏东北风，偏东南风，偏西南风与偏西北风。四类个例的LAS与EC的平均感热通量结果的差异是由两种方法的源区差异造成的。针对四类印痕的典型个例进行源区分析表明，观测塔西北部存在的绿地以及水体，观测塔东部建筑群，观测塔周围及西部的绿地等是影响偏东北风的2012年4月11日18时，偏东南风的2012年6月6日8时，偏西南风的2012年6月9日9时与偏西北风的2011年12月3日10时等个例的主要原因。　　使用EC获取的CO2通量的印痕与使用EC观测所得的感热通量的印痕一致。常州站EC观测所得的CO2通量的源区主要来自EC观测点的偏北、偏东以及偏南方向，70％印痕基本落在1km范围内。常州站CO2通量的源区涵盖了城市的典型地表类型，但不同地表类型在不同的月份对印痕的贡献有所不同，在不同时刻对印痕的贡献也不同。根据印痕个例所涵盖的地表类型特征将有效个例分为以下四类:偏东北风，偏东南风，偏西风与偏北风。无论是白天还是夜间，四类个例的CO2通量的平均结果的差异是由源区内CO2排放源与吸收汇的差异造成的。采用四类印痕的典型个例进行进一步源区分析表明，观测塔东北方的草地与裸地，观测塔近处存在木本植物，节日期间人为源强度降低，南北走向的龙江路等是影响个例中CO2通量结果的主要原因。　　本研究探讨并尝试建立了利用FLUENT与拉格朗日印痕模型耦合计算CO2通量印痕的方法。FLUENT模型较复杂，耦合FLUENT与印痕模型之前有必要进行调试与验证。FLUENT对单个建筑扰流的平均风速的模拟结果与风洞实验结果相符;用FLUENT模拟类似城市街区建筑阵列条件的大气扩散个例的结果也与示踪实验结果相符。基于对FLUENT的调试与验证，本研究针对常州通量观测站进行了FLUENT模拟。不同角度的人流条件下，10m高度的水平风速与湍流动能在建筑物周围均受到明显的扰动作用。拉格朗日印痕模型利用FLUENT提供的精细的模拟气象场进行CO2通量印痕分析，可以得到与地表建筑物相符合的印痕分布。这一点对于架设高度不高，下垫面复杂的CO2通量观测塔的观测代表性分析具有重要的作用。