不同初始值对多年冻土水热过程的模拟有着深刻的影响.本文利用青藏高原三江源多年冻土区西大滩站观测数据,驱动通用陆面模式CLM4.5(Community Land Model version 4.5)对该站多年冻土进行为期14个月的模拟研究.设计三组试验,检验CLM4.5模式对多年冻土模拟性能,探究不同初始土壤温度、液态水含量以及含冰量对模拟结果的影响,并对土壤初始含冰量的计算进行改进,提高了模式对多年冻土水热过程的模拟.通过对比土壤含冰量模拟值,液态水含量和土壤温度观测值与模拟值,结果表明:(1)初始土壤温度、液态水含量会通过影响初始土壤含冰量进而影响CLM4.5模式对多年冻土水热过程的模拟.(2)CLM4.5默认初始土壤温度、液态水含量时,计算出的初始含冰量为0 m3·m-3,这使得模式不能准确模拟出多年冻土的特征.在2015年11月上旬至2016年8月上旬土壤含冰量大于0.01 m3·m-3,其余时段土壤含冰量几乎为0m3·m-3;整层土壤液态水含量从冬季开始减少,春季开始增加;土壤温度在2.8 m以下全年大于0℃,0～2.8 m呈现"冬冻夏融"的季节性冻土特征.(3)修改初始土壤温度和液态水含量为观测值后,模拟结果呈现多年冻土特性.在1.8 m以下土壤含冰量常年大于0.01 m3·m-3;在0～1.0m土壤液态水含量冬季开始减少,春季开始增加,在1.0m以下土壤液态水含量常年维持在0～0.01 m3·m-3;2.8 m以下土壤温度常年低于0℃,活动层厚度约2.8 m,高估约115.4％.(4)在修改默认值为观测值的基础上,进一步修改初始含冰量的计算,使得模拟的含冰量整体增加.在1.1 m以下土壤含冰量常年大于0.025 m3·m-3;在秋季和夏季0～2.3 m 土壤液态水含量有所增加,与观测值偏差进一步缩小,2.3 m以下常年维持在0～0.1 m3·m-3;活动层厚度减小到1.7 m,高估约30.8％,各层土壤温度模拟偏差较前两组试验均明显改善.

多年冻土;CLM4.5模式;土壤含冰量;土壤液态水含量;土壤温度

陈自航;罗斯琼;王景元;谭晓晴;董晴雪;晋伟

中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室,甘肃兰州 730000;中国科学院大学,北京 100049;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

高原气象

[1]陈自航;罗斯琼;王景元;谭晓晴;董晴雪;晋伟-.不同初始值对三江源西大滩站多年冻土水热过程模拟的影响)[J].高原气象,2022(02):282-294

土壤含冰量,土壤液态水含量

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