不同土壤分层方案对土壤冻融过程的影响研究

来源：高原气象杂志2025年第3期北京时间：

作者：刘子莎,吕世华,包逸群

单位：成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室/成都平原城市气象与环境四川省野外科学 观测研究站/四川省气象灾害预报预警工程实验室，四川 成都 610225

摘要：本文利用BCC_AVIM陆面模式， 结合土壤加密观测资料， 评估不同土壤分层方案对土壤温、 湿度的模拟效果， 结果表明加密方案的模拟效果最佳。在BCC_AVIM陆面模式中定义土壤层次为10层， 将每个相邻的节点深度进行线性插值， 得到一个新的20层方案， 在本文中称为加密方案； 参考模式CLM5.0中的土壤分层方案， 同时应用到BCC_AVIM陆面模式中， 土壤层次也为20层， 在本文称为CLM5.0方案。将改进前后土壤分层方案的模拟结果与加密观测数据对比分析发现： （1）加密观测资料与原观测资料对于整个垂直层次上的土壤温、 湿度的变化趋势都能较好地反映， 但对于土壤冻结期而言， 加密观测资料对于浅层土壤的温度变化与深层土壤的湿度变化刻画更为细致。（2）对于冻结期土壤温、 湿度而言， 加密方案、 CLM5.0方案相比于原方案的模拟效果均有所提升。其中加密方案与实测数据温、 湿度的数值大小、 振幅变化最为接近。同时， 加密方案对土壤浅中层发生冻结的时间判定更为合理。（3）对于消融期土壤温、 湿度而言， 加密方案、 CLM5.0方案相比于原方案的模拟效果均有所改善。在土壤浅中层进入消融状态之后， 加密方案对土壤温、 湿度的模拟与实测数据在数值大小与变化趋势上更为接近。

关键词：土壤分层,土壤温湿度,冻融过程,BCC_AVIM模式

基金资助：国家自然科学基金面上项目(42275080),第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0103)