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摘要
高寒草地是青藏高原的主要生态系统,其水热交换的准确模拟对于加强高原陆气相互作用过程的认识具有十分重要的意义.本文利用青藏高原东北部黑河流域上游地表过程综合观测网的四个高寒草地站点生长季观测数据,对Noah-MP陆面模式的集合数值模拟进行了评估,并对参数化方案进行了改进.首先开展了生长季7个主要物理过程/物理量的集合数值模拟试验,共计1008种参数化选项组合方案,并基于泰勒技巧分选取适合高寒草地水热交换模拟的参数化选项组合方案;在此基础上,通过引入新的热力学粗糙度、土壤水力性质和根系垂直分布的参数化方案进一步改进了Noah-MP的水热交换模拟精度.研究发现:(1) Noah-MP在高寒草地生长季的水热交换模拟主要受植被动态生长(Dveg)、冠层气孔阻抗(Crs)、地表径流与地下水(Run)和地表热力交换系数(Sfc)四个物理过程/物理量的影响,它们的参数化选项对模拟结果影响较大;(2) Noah-MP框架下选取的最优参数化选项组合方案在所有站点均存在明显的感热通量(H)高估和土壤水分(θ)低估的问题;(3)通过引入新的热力学粗糙度的参数化方案能够显著改进H的高估问题,进一步引入考虑有机质影响的土壤水力性质参数化方案和新的根系垂直分布函数能够显著改进θ的低估问题.本文的结果为进一步改进陆面模式在高寒草地的水热交换模拟提供了重要参考.
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单位中国科学院; 中国科学院青藏高原研究所; 地表过程与资源生态国家重点实验室; 北京师范大学
