利用1979-2018年中国区域地面气象要素驱动数据集(0.1°×0.1°)作为大气强迫资料,驱动CLM5.0(Community Land Model version 5.0)模拟了青藏高原地区1979-2018年的土壤温湿度变化。将土壤冻融过程划分为冻结期和非冻结期,...利用1979-2018年中国区域地面气象要素驱动数据集(0.1°×0.1°)作为大气强迫资料,驱动CLM5.0(Community Land Model version 5.0)模拟了青藏高原地区1979-2018年的土壤温湿度变化。将土壤冻融过程划分为冻结期和非冻结期,通过两个阶段的CLM5.0模拟与站点观测资料、同化资料(GLDAS-Noah)、卫星遥感资料(MODIS土壤温度资料和ESA CCI-COMBINED土壤湿度资料)的对比验证,探讨CLM5.0模拟土壤温湿度在青藏高原的适用性。结果表明:(1)CLM5.0可较准确地描述站点土壤温湿度的动态变化,CLM5.0模拟的土壤温湿度与观测资料具有一致的变化特征且数值上较为接近。CLM5.0模拟的准确性高于GLDAS-Noah。CLM5.0对站点土壤温度的描述更为准确。(2)CLM5.0能够较准确地描述高原冻融过程中的土壤温湿度特征,CLM5.0模拟土壤温湿度与MODIS和ESA CCICOMBINED遥感资料在高原总体呈显著正相关,相关系数大多在0.9以上。CLM5.0对土壤温度的模拟能力相对较好,对非冻结期土壤湿度的模拟能力优于冻结期。CLM5.0整体高估了土壤温度,平均偏差大多在0~4℃之间。土壤湿度的平均偏差大多在-0.1~0.1 m^(3)·m^(-3)之间,非冻结期的平均偏差相对较小。(3)CLM5.0模拟、GLDAS-Noah、MODIS和ESA CCI-COMBINED遥感资料的土壤温湿度均具有相似的空间分布,其中土壤温度空间分布特征相似度更高。CLM5.0具有较高的空间分辨率和更为精细的土壤分层,对土壤温湿度细节的刻画更为完善。(4)CLM5.0模拟资料在高原整体呈增温变干趋势,MODIS和ESA CCI-COMBINED遥感资料整体呈增温增湿趋势。CLM5.0模拟的土壤温度变化趋势相对准确,土壤湿度的变化趋势则存在较大偏差。展开更多
青藏高原东侧(the eastern slope of the Qinghai-Xizang Plateau,ESQP)因其复杂多变的地形和显著的地势梯度,一直是气候模式模拟挑战性极高的地区。本研究基于第六次国际耦合模式比较计划中的高分辨率模式比较计划(CMIP6 HighResMIP),...青藏高原东侧(the eastern slope of the Qinghai-Xizang Plateau,ESQP)因其复杂多变的地形和显著的地势梯度,一直是气候模式模拟挑战性极高的地区。本研究基于第六次国际耦合模式比较计划中的高分辨率模式比较计划(CMIP6 HighResMIP),利用高分辨率(high-resolution,HR)模式及其对应的低分辨率(low-resolution,LR)模式,对青藏高原东侧地区降水模拟进行了评估。结果表明,LR与HR模式均能较好地重现青藏高原东侧地区年降水的空间分布,且均反映出从西北向东南递增的降水模态。对比之下,HR模式在降低青藏高原东侧地区降水模拟偏差方面较LR模式展现了显著的优势。多模式集合(multi-model ensemble,MME)的分析结果揭示,年均降水量的模拟偏差由LR模式的1.05 mm/d减少至HR模式的0.96 mm/d。在模拟极端降水事件方面,HR模式也显著优于LR模式,这一提高在四川盆地尤为突出。采用强降水天数(R10mm)和单日最大降水量(Rx1day)作为评价极端降水模拟的指标,相较于LR模式,HR模式的R10mm相对误差下降6%,Rx1day相对误差降低5%。最后,利用物理尺度诊断方程分析了LR和HR模式在极端降水模拟中的热力、动力效应,讨论了HR模式模拟性能提升的原因,发现更高分辨率的模式能够更为真实地再现大气环流和水汽条件。量化分析表明,HR模式在动力效应提升方面有91%的相对贡献,在热力效应提升方面有8%的相对贡献。这表明,模式分辨率的提升对于青藏高原东侧地区降水模拟准确性是一个至关重要的因素。展开更多
文摘利用1979-2018年中国区域地面气象要素驱动数据集(0.1°×0.1°)作为大气强迫资料,驱动CLM5.0(Community Land Model version 5.0)模拟了青藏高原地区1979-2018年的土壤温湿度变化。将土壤冻融过程划分为冻结期和非冻结期,通过两个阶段的CLM5.0模拟与站点观测资料、同化资料(GLDAS-Noah)、卫星遥感资料(MODIS土壤温度资料和ESA CCI-COMBINED土壤湿度资料)的对比验证,探讨CLM5.0模拟土壤温湿度在青藏高原的适用性。结果表明:(1)CLM5.0可较准确地描述站点土壤温湿度的动态变化,CLM5.0模拟的土壤温湿度与观测资料具有一致的变化特征且数值上较为接近。CLM5.0模拟的准确性高于GLDAS-Noah。CLM5.0对站点土壤温度的描述更为准确。(2)CLM5.0能够较准确地描述高原冻融过程中的土壤温湿度特征,CLM5.0模拟土壤温湿度与MODIS和ESA CCICOMBINED遥感资料在高原总体呈显著正相关,相关系数大多在0.9以上。CLM5.0对土壤温度的模拟能力相对较好,对非冻结期土壤湿度的模拟能力优于冻结期。CLM5.0整体高估了土壤温度,平均偏差大多在0~4℃之间。土壤湿度的平均偏差大多在-0.1~0.1 m^(3)·m^(-3)之间,非冻结期的平均偏差相对较小。(3)CLM5.0模拟、GLDAS-Noah、MODIS和ESA CCI-COMBINED遥感资料的土壤温湿度均具有相似的空间分布,其中土壤温度空间分布特征相似度更高。CLM5.0具有较高的空间分辨率和更为精细的土壤分层,对土壤温湿度细节的刻画更为完善。(4)CLM5.0模拟资料在高原整体呈增温变干趋势,MODIS和ESA CCI-COMBINED遥感资料整体呈增温增湿趋势。CLM5.0模拟的土壤温度变化趋势相对准确,土壤湿度的变化趋势则存在较大偏差。
