土壤冻融条件下的陆面过程是指在冻土和融土的自然现象影响下，地面表层经历的物理、化学以及生态等过程的变化。这些过程对全球气候、水循环、水平衡等有着极其重要的影响。土壤冻融的研究对于理解地气水热交换的过程以及预测气候变化具有重要意义。土壤冻融现象广泛存在于地球的中高纬度地区以及高山地带，全球约有67%的陆地面积存在冻土现象，冻土按照其存在时间可以分为多年冻土、季节性冻土和瞬时冻土。
全球气候研究计划（WCRP）将冰冻圈与气候的研究框架视为重要组成部分，而全球能量与水循环试验GEWEX的“大陆尺度国际计划”（GCIP/GEWEX）及陆面过程参数化比较计划第二阶段第五期PILPS(2E)也将寒区冰川、积雪及冻土对气候的影响纳入主要研究内容。美国NASA的陆面水文计划（LSHP）以及寒区试验计划EX-7等都是当前国际上针对冻土区的陆面过程研究项目。这些研究项目的目标是更好地了解冻土对地气系统的影响，以及如何在大气循环模型（GCM）中更准确地引入水文陆面模型。
陆面过程的研究起源于1969年S.Manabe首次将陆面水文模型引入大气循环模型（GCM）。随着研究的深入，特别是80年代中期以来，这一领域的研究吸引越来越多来自气象、水文、环境、生态、信息等多领域的科学家。目前，已建立多种陆面过程模型，参加过陆面过程参数化方案比较计划（PILPS）的模型超过30个，并且这个数目仍在增加。
然而，尽管这些模型加深了人们对陆气相互作用本质的认识，现有的大多数模型主要针对均匀覆盖的稠密下垫面研究较多，而针对冻土等复杂下垫面因素的研究相对较少，说明了深入研究的必要性。土壤冻融条件下陆面过程的特殊性体现在冻土和融土的水热特性变化上，如热传导率和热容量的显著差异，以及水分固液相变对水分运动及能量平衡的显著影响。土壤水分相变所引起的能量变化对环境变化有很强的调节作用，表现在季节冻结和融化过程中，土壤水热状况的变化对水分迁移和热量传输具有重要的耦合性。
土壤冻融条件下的陆面过程研究的必要性，首先在于冻土在全球范围内的广泛分布，以及其对气候变化的重大影响。冻土不仅影响地表反射率、土壤湿度和云量等气候要素，而且还通过水分、气体和化学物质的迁移与蓄存，对气候产生反馈作用。冻融过程中，土壤水分相变导致的物理特性变化，如热传导率和热容量的变化，以及水分在土壤中的固液相变，都显著影响土壤的温度、含水量、土壤入渗能力和径流产流量。
在冻融循环中，土壤水分会受到复杂的地气水热交换作用影响。在土壤冻结时，水分在水势梯度的作用下，从未冻区向冻结区迁移，导致冻结区水分减少，形成冰晶；而在土壤融化时，则相反，水分会从冻结区域向周围未冻区域移动，此时水分的迁移主要受到相变潜热的影响。而温度、湿度等环境因素变化同样会通过冻融过程对水分的迁移和能量交换产生影响。
由于冻土圈在全球气候系统中起着关键作用，而土壤冻融条件下的陆面过程又是影响地气相互作用的关键环节，因此开展相关研究对于完善陆面过程模型、提高气候预测的准确性具有重要意义。未来的研究趋势可能会集中在提高模型对冻土区实际物理过程的模拟能力，以及对于冻融条件下的水热过程进行更细致的观测和分析。这包括探索更准确的土壤水分迁移和能量交换模型，以及更为细致的陆气界面参数化方案。通过这些研究，可以更准确地评估冻土对气候系统的影响，并为气候变化应对策略提供科学依据。
