CLM5.0模式加密土壤分层方案对黄河源区玛多站土壤温湿度的模拟

来源：高原气象杂志2025年第3期北京时间：

作者：包逸群,吕世华,刘子莎

单位：1. 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;2. 中国气象局兰州干旱气象研究所，甘肃 兰州 730020

摘要：黄河源是黄河流域重要的水源涵养区， 研究不同土壤分层对冻融过程模拟结果的影响， 提高模式对水热输送过程的模拟能力， 对高寒地区冻融过程的研究有着重要意义。本文利用黄河源区玛多站的观测数据作为强迫场驱动陆面模式CLM5.0（Community Land Model）在玛多站进行模拟， 使用CLM5.0改进后的三种土壤分层方案， 模拟不同土壤分层对土壤冻融过程的影响， 对比模拟结果与观测资料， 分析改进后分层方案对陆面模式CLM5.0在黄河源区冻融过程中对土壤温湿度模拟能力的提升效果， 得出以下结论： （1）调整后的三种土壤分层方案对玛多站土壤温度的模拟效果有了较好的提升， 三种方案中30层方案的模拟效果最好， 模拟值与观测值的平均相关系数达到了0.954， 平均均方根误差为3.334 ℃； （2）调整后的三种土壤分层方案对玛多站土壤湿度的模拟效果也有了较为明显的提升， 能够准确地捕捉各层土壤湿度在一整年内的季节性变化， 受到降水影响， 模拟值与实测值的波谷模拟还有偏差， 三种方案中30层方案的模拟效果最好， 平均相关系数为0.770， 平均均方根误差为0.039 m3·m-3； （3）对于冻结初日与消融初日的模拟， 调整后的三种不同土壤分层对于冻结期与消融期模拟有明显影响， 浅层模拟的冻结初始日和消融初始日均与观测值相符， 而在深层对于冻结初始日和消融初始日的模拟有些偏差， 较观测值有延迟， 消融期也更为持久。

关键词：CLM5.0陆面模式,土壤分层,土壤温度,土壤湿度,数值模拟

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)