本文采用实验方法直接测量了水平热对流系统中冷热板上方的温度时间序列、系统换热量等数据,获得了水平热对流系统冷热板上方对流区域的温度剖面形态,并分析研究了水平热对流温度分布与系统流动状态、换热状态之间的相关关系。本实验选用的水平对流系统为一个长方体对流腔,对流腔的特征尺度（L）为0.5m,尺度比是长（L）:宽（W）:高（H）=10:1:1。在对流腔底部的两端,各设置有边长为5cm的方形加热铝板和冷却铝板,对两块铝板持续加热和制冷使下板两端保持恒定的温差。本实验中采用去离子和去气体的水作为流动介质,在恒定温差的作用下,流动介质在对流腔内流动,形成水平对流。对流装置外部绝热放置于恒温箱内,并保持恒温箱内的环境温度恒定。本实验的参数空间范围为2×10¹⁰≤Ra≤2×10¹¹,Pr（?）4.8。通过改变系统冷热铝板的温差,我们获得了 8组不同Ra数下冷热板上方对流区域的温度剖面形态以及不同Ra数,不同高度（z）下的单点温度时间序列。实验结果表明,在水平热对流系统冷却板上方对流区域内,同一 数下,不同x位置处的温度剖面完全重合。不同Ra数下,冷却板上方的温度剖面也具有相同的分布形态,分别用热边界层厚度和系统驱动温差对温度剖面无量纲化后,所有无量纲温度剖面表现出完全一致的分布曲线,该曲线偏离Prandtl-Blasius-Pohlhausen（PBP）理论曲线,与 Shishkina 在 Prandtl-Blasius-Pohlhausen（PBP）理论基础上考虑了温度脉动影响的模型相吻合。而在加热板上方对流区域内,不同Ra数下温度剖面呈现出不同的分布形态。在不同x位置处,温度剖面变化趋势也存在差异,这些差异的产生主要考虑羽流和回流的作用。另外,在对热板上方不同高度处的温度时间序列的研究中发现,随着Ra数的增大,温度脉动形式由基本无脉动向单周期性脉动以及多周期性脉动转变。温度脉动形式的转变也和系统换热形式的转变之间存在一一对应关系,揭示了系统流动状态的转变。本文也讨论了热耗散与Ra数标度率的关系。