青藏高原土壤冻融参数化改进及其在BCC_CSM气候模式中的效果对比

来源：高原气象杂志2023年第5期北京时间：

作者：杨凡,吕世华,张少波,徐悦,胥朋飞,游辉奇

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，四川 成都 610225 ;2. 中国科学院西北生态资源环境研究院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室，甘肃 兰州 730000 ;3. 兰州大学，甘肃 兰州 730000

摘要：考虑到冻融过程对于陆气相互作用的重要影响， 本文将改进后的冻融参数化方案耦合到BCC_CSM2_MR模式中并进行了为期一年的模拟实验， 根据土壤层的年变化将模拟时段划分为开始冻结、 完全冻结、 开始消融和完全消融四个阶段， 分析了土壤温度、 土壤温度、 高原近地面风场和降水这几个气象要素。结果表明， 对于浅层和深层的土壤温度， 四个冻融阶段新方案的模拟都有良好的改进效果， 尤其是在高原中部模拟更加准确。优化后的冻融参数化方案对土壤湿度的模拟效果改善是十分显著的， 在这四个冻融时段， 新方案的均方根误差和偏差在青藏高原全域都有明显的降低， 主要表现在青藏高原中部地区。青藏高原上整体呈现为西风， 冻结过程阶段新方案模拟结果在高原北部以及中部地区风速偏差有所减小， 与对比资料更为接近； 完全冻结阶段、 消融过程阶段以及完全消融阶段新方案在高原北部的风速偏差减小较为明显； 在冻融过程的四个阶段的降水模拟， 新方案的均方根误差比原方案减小， 相关系数都有提升。研究结果显示改进之后的土壤冻融参数化方案相比与原方案BCC_CSM中的模拟效果有提升， 对于主要环流系统的模拟有改善。

关键词：青藏高原,BCC_CSM模式,土壤冻融过程,土壤温湿度

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