Tính bất đồng nhất bề mặt (đất) xuất hiện vì ba nguyên nhân cơ bản: 1) Sự biến động của lớp phủ thực vật, hoặc thông th−ờng hơn là dạng bề mặt (chẳng hạn các loại thực vật khác nhau, đất trống, tuyết, n−ớc trên các vùng đất, các vùng thành phố); 2) Sự biến động của dạng địa hình (chẳng hạn độ dốc và độ cao); và 3) Sự biến động của các tính chất đất (chẳng hạn màu và cấu trúc đất). Cả ba hiệu ứng này có thể làm thay đổi mạnh mẽ các nguồn năng l−ợng và n−ớc địa ph−ơng, và mặc dù ở một mức độ nào đó chúng có thể t−ơng quan cục bộ với nhau, nói chung chúng biến thiên một cách hoàn toàn độc lập với nhau. Ngoài ra, tính bất đồng nhất còn gây ra bởi tác động khí hậu, là nhân tố biến động mạnh theo không gian và thời gian. Một ví dụ điển hình của nguyên nhân này là m−a đối l−u mùa hè, nó có thể biến đổi mạnh mẽ trên qui mô vài km, thậm chí nhỏ hơn.
Điều đó làm nảy sinh vấn đề rằng, tính bất đồng nhất bề mặt có thể xảy ra trên nhiều qui không gian khác nhau. Do đó, khi dựa trên một trong các chỉ tiêu xác định loại bề mặt, có thể xảy ra tình huống bề mặt đ−ợc khảm (ghép) bằng những mảnh nhất định, nh−ng khi dựa trên chỉ tiêu khác, có thể tạo ra bên trong mỗi mảnh này sự biến động (bề mặt) lớn. Có thể dẫn ra một ví dụ chứng minh của Avissar và cộng sự (1991) [1, 2, 10]. Họ đã tiến hành đo kháng trở khí khổng của cây trong cánh đồng khoai tây đồng nhất và nhận thấy rằng kháng trở khí khổng tuân theo phân bố gần chuẩn lôga; sự phân bố này là do thực vật cần thích nghi với biến động của môi tr−ờng vi mô của lá (độ nghiêng, h−ớng, sự che bóng, độ cao bên trong tán, gió). Nh− vậy, mặc dù bề mặt là đồng nhất (cánh đồng khoai tây), nh−ng kháng trở khí khổng (một tính chất của bề mặt) lại không đồng nhất. Đối với những mảnh lớn hơn, chẳng hạn rừng, nơi có nhiều loài khác nhau nằm trong cùng môi tr−ờng nh− nhau, và nơi địa hình và cấu trúc đất có thể biến động đáng kể, thì tính bất đồng nhất này còn có thể rõ rệt hơn nữa.
Ta có thể định nghĩa hai loại bất đồng nhất là bất đồng nhất giữa các mảnh và bất đồng nhất trong từng mảnh. Sự phân biệt hai loại bất đồng nhất này không thể dựa hoàn toàn vào qui mô không gian, vì tính bất đồng nhất có thể biến đổi liên tục trên mọi qui mô.
ảnh h−ởng của tính bất đồng nhất bề mặt qui mô d−ới l−ới đối với AM cũng có thể đ−ợc chia một cách đơn giản thành hai loại mà ở đây ta gọi là ảnh h−ởng trực tiếp và ảnh h−ởng gián tiếp. ảnh h−ởng trực tiếp bao gồm sự đóng góp của bề mặt bất đồng nhất đối với các thông l−ợng trung bình ô l−ới của động l−ợng, năng l−ợng và n−ớc. ảnh h−ởng gián tiếp liên quan với tác động đến hoàn l−u khí quyển mà các dòng bề mặt từ những bề mặt bất đồng nhất có thể gây ra, tức là về cơ bản chúng có bản chất động lực học. Tính bất đồng nhất bề mặt có thể tạo ra hoàn l−u qui mô vừa, nh− gió đất−biển, gió rừng (vegetation-breeze), hoàn l−u thung lũng và hoàn l−u thành phố, gây tác động đến khí hậu địa ph−ơng và làm biến dạng sự trao đổi bề mặt − khí quyển. Hơn nữa, gradient của các dòng hiển nhiệt, ẩn nhiệt có thể tạo ra tính tà áp và năng l−ợng tĩnh ẩm cho các hệ thống synôp phía trên.
Trong mục này sẽ trình bày một số ph−ơng pháp nghiên cứu ảnh h−ởng trực tiếp và gián tiếp của sự bất đồng nhất bề mặt. Hơn nữa, nh− đã nói trên đây, có hai loại bất đồng nhất là bất đồng nhất giữa các mảnh và bất đồng nhất trong từng mảnh. Nh−ng trong phạm vi đề tài này chúng tôi sẽ chỉ đề cập đến tính bất đồng nhất giữa các mảnh.