doi:  10.3878/j.issn.1006-9895.1808.18143
CLM4.5模式对青藏高原土壤湿度的数值模拟及评估*

Numerical Simulation and Evaluation Study of Soil Moisture over Qinghai-Xizang Plateau by Using CLM4.5 Model
摘要点击 129  全文点击 58  投稿时间:2018-03-22  修订日期:2018-07-18
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基金:  国家自然科学基金项目(41505078、91537214、41775079)、成都信息工程大学中青年学术带头人科研基金(J201711)、成都信息工程大学校引进人才启动基金(KYTZ201639)
中文关键词:  CLM4.5模拟,土壤湿度,青藏高原,数值模拟
英文关键词:  CLM4.5 model  Soil moisture  Qinghai-Xizang Plateau  Numerical simulation
                             
作者中文名作者英文名单位
袁源YUAN Yuan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气候与环境变化联合实验室
赖欣LAI Xin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 气候与环境变化联合实验室
巩远发GONG Yuanfa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 气候与环境变化联合实验室
文军WEN Jun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 气候与环境变化联合实验室
丁旭DING Xu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 气候与环境变化联合实验室
朱丽华ZHU Lihua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 气候与环境变化联合实验室
张永莉ZHANG Yongli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 气候与环境变化联合实验室
王炳赟WANG Bingyun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 气候与环境变化联合实验室
王欣WANG Xin中国科学院西北生态环境资源研究院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室
王作亮WANG Zuoliang中国科学院西北生态环境资源研究院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室
引用:袁源,赖欣,巩远发,文军,丁旭,朱丽华,张永莉,王炳赟,王欣,王作亮.2019.CLM4.5模式对青藏高原土壤湿度的数值模拟及评估*[J].大气科学
Citation:YUAN Yuan,LAI Xin,GONG Yuanfa,WEN Jun,DING Xu,ZHU Lihua,ZHANG Yongli,WANG Bingyun,WANG Xin,WANG Zuoliang.2019.Numerical Simulation and Evaluation Study of Soil Moisture over Qinghai-Xizang Plateau by Using CLM4.5 Model[J].Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese)
中文摘要:
      本文利用1981~2016年的CRUNCEP资料(0.5°x0.5°)作为大气驱动数据,驱动CLM4.5(Community Land Model version 4.5)模拟了青藏高原地区1981~2016 年的土壤湿度时空变化。将模拟数据与台站观测资料、再分析资料(ERA-Interim和GLDAS-CLM)和微波遥感FY-3B/MWRI土壤湿度资料对比验证,表明了CLM4.5模拟资料可以合理再现青藏高原地区土壤湿度的空间分布和长期变化趋势。而且基于多种卫星遥感资料建立的较高分辨率(0.1°x0.1°)的青藏高原地表数据更加细致的刻画了土壤湿度的空间变化。对比结果表明:CLM4.5模拟土壤湿度与各个台站观测的时空变化一致,各层土壤湿度的模拟和观测均显著相关,且对浅层的模拟优于深层,但模拟结果比台站观测系统性偏大。模拟与再分析资料和微波遥感资料土壤湿度的空间分布具有一致性,均表现为从青藏高原的西北部向东南部逐渐增加的分布特点,三江源湿地和高原东南部为土壤湿度的高值区,柴达木盆地和新疆塔里木盆地的沙漠地区为低值区,土壤湿度由浅层向深层增加。土壤湿度的长期变化趋势基本表现为“变干-变湿”相间的带状分布,不同层次的土壤湿度变化趋势基本一致。模拟资料也合理地再现了夏季土壤湿度逐月的变化:高原西南地区的土壤湿度明显大范围增加,北部的柴达木盆地的干旱范围也明显的向北收缩,高原南部外围土壤湿度也明显增加。CLM4.5模拟土壤湿度比再分析资料和微波遥感资料更加细致的描述了夏季逐月土壤湿度空间分布及其变化特征。
Abstract:
      The Community Land Model version 4.5 driven by the atmospheric forcing data(CRUNCEP)was used to simulate spatial and temporal characteristic of soil moisture in Qinghai-Xizang Plateau from 1981 to 2016. When compared with station data, two reanalysis products (i.e. ERA-Interim, GLDAS-CLM) and microwave remote sensing FY-3B/MWRI data, the CLM4.5 could well reproduce the spatial and temporal spatial variation of soil moisture. Based on surface microwave data with high spatial resolution (0.1°x0.1°) derived from different satellite in Qinghai-Xizang Plateau, the CLM4.5 can greatly improve the accuracy of the soil moisture of CLM4.5. The results showed that the simulation soil moisture is consistence with the station data in spatial and temporal distribution, and the reproduced one was significantly correlated with observed data in all layers but with high systematic deviation. And the soil moisture consistency between simulation and observation in the layers is gradually decrease from top to bottom. The spatial distributions of soil moisture in Qinghai-Xizang Plateau were characterized by a gradually increasing from the northwest to southeast. The high values areas were the Sanjiangyuan Wetland and Southeast Plateau, while the dry regions were located in Qaidam Basin and the Tarim Basin. The soil moisture generally increased from surface layer to deeper layers. The temporal spatial variation of soil moisture presented a certain range. There was no much difference in variation of different layers. The simulation also reasonably reproduced the summer monthly changes in soil moisture. The soil moisture in most of the southwestern region obviously increased, also including the southern periphery of the plateau. The drought in the northern Qaidam Basin also markedly shrinks to the north. The simulated soil moisture addressed more detailed description of spatial distributions and monthly change of soil moisture in summer compared with reanalysis data and microwave remote sensing data.
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