正如海洋一样,作为地球系统下垫面的陆地对天气、气候能够产生显著的影响。大气与陆地之间不断进行动量、能量和物质的交换过程,陆地和大气之间存在不同尺度的相互作用。由于陆面过程的复杂多样以及陆面观测资料获取的困难,陆面模式成为了研究陆面过程的重要工具。公共陆面模式(Community Land Model, CLM)作为较为完善的陆面模式,在当今被研究人员广泛使用。但是CLM模式不同版本间的差异会对模拟结果造成怎样的影响还尚不清楚,模式在不同区域的模拟能力也未得到充分的检验。因此对比不同版本的CLM模式的模拟结果,检验其在不同地区的模拟性能和适用性是十分必要的。
　　本文利用不同版本的CLM模式以及来自普林斯顿大学的1948-2006年3小时一次、1×1°的全球大气强迫场资料,对全球范围1948-2006年的陆面状况进行了离线(offline)模拟。通过对比不同模式在全球范围内模拟结果的差异,初步认识了CLM系列模式间的改动所带来的影响,并利用中国区域的台站观测资料对模式加以检验,评估了CLM系列对中国区域各个层次土壤温度和土壤湿度的模拟能力,为改进模式的模拟性能提供了一定的参考,结果如下:(1)通过对比不同版本模式对全球土壤温度、土壤湿度、地表感热、潜热和地表径流的气候态分布的模拟结果,发现CLM4.0与对另外两个模式的偏差做出了许多改进,改进较大的区域主要分布在北半球高纬地区和热带地区。三个版本模式在不同区域模拟的各个陆面分量季节变化特征不尽相同。在每个区域,CLM3.0对土壤湿度和冠层蒸散的模拟都存在不足,而CLM3.5和CLM4.0则对此做出了一定程度的修正。(2)CLM系列模式都能较好的模拟出中国地区多年平均土壤温度的空间分布形态,除部分地区模拟比观测偏高外,模式模拟的土壤温度普遍偏低;三个模式能较好的反映出中国地区土壤温度的年际变化,其中,对4月的模拟稍好于7月,表层的模拟均好于深层,三个模式中,CLM3.0的模拟偏差最大;模式对土壤温度长期变化趋势的模拟差别不大,都模拟出了7月长江流域以南地区土壤温度显著降低这一趋势,但是模拟的趋势不如观测的明显。(3)CLM系列模式都能揭示出中国地区多年平均的土壤湿度的空间分布形态,即华北干、东北和东南湿的分布特征,但CLM3.0的模拟结果存在着偏高的问题,CLM3.5和4.0的偏差相对较小;三个模式对于土壤湿度的年际变化的模拟比较一致,五个分区中,江淮流域和云贵地区模拟的年际变化与观测的相关最好,而东北地区中南部4月的模拟结果则较差,总体来看,7月的模拟结果与观测更为接近;模式对于土壤湿度长期变化趋势有一定的模拟能力,对云贵地区变湿的趋势模拟的较好,对东北地区的变干趋势则未能反映出来。