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地球系统下垫面对天气、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,其间存在不同尺度的相互作用。由于陆面观测资料的缺乏及陆面过程的复杂性,数值模拟成为了研究陆气相互作用的重要手段。BCC_AVIM模式是国家气候中心开发的陆面过程模式,与大气环流模式的长期耦合积分实验以及通过耦合器与其他分量模式的长期积分实验结果表明,BCC_AVIM1.0模式性能稳定,对全球植被的季节变化、植被净初级生产力等模拟较好。然而青藏高原独特的地理位置和地形高度使其陆面过程有着特殊性,且青臧高原对全球天气、气候具有重要影响,因此评估该模式在这种特殊下垫面的模拟性能并对其改进显得十分必要。 本文利用CLM4.0和BCC_AVIM陆面过程模式,将2010年5月25日-12月31日青藏高原玛曲站大气观测资料作为模式驱动场,进行了多次单点数值模拟试验,评估了各模式的模拟性能,分析了CLM4.0模式中部分水热传输参数化方案对模拟结果的影响,并参考这些参数化方案对BCC_AVIM模式进行了改进和评估。主要研究成果如下: (1) CLM4.0模式在高原地区的模拟性能评估表明模式能够较好地再现玛曲地区土壤温、湿度的变化特征,但深层土壤温度模拟偏低;净辐射、土壤热通量、向上长波辐射模拟较好,感热、潜热通量模拟偏差较大,可能与有机质和粗糙度的参数化有关;模式反照率偏低造成向上短波辐射模拟偏低。 (2)通过评估CLM4.0模式对含砂量的敏感性程度及模式土壤水分传输方案改进对青藏高原地区陆面过程模拟的影响,发现含砂量增多会减弱土壤的持水能力,使得夏季感热通量增大而潜热通量减小;CLM4.0模式中新引入的有机质对土壤温、湿度模拟均有重要影响,Richards方程和径流计算的修改则对土壤含水量模拟影响较大,这对其他陆面模式的改进具有一定的指导意义。 (3)通过将BCC_AVIM模式模拟的玛曲地区土壤温、湿度、地表辐射及湍流通量与观测值比较,可以发现模式模拟的土壤温、湿度均偏低;净辐射、向上长短波辐射模拟总体较好,感热通量模拟偏大、潜热通量模拟偏小,可能与粗糙度的参数化及土壤温、湿度模拟偏差较大有关;土壤热传导率参数化不完善使得土壤热通量模拟偏差较大。 (4) BCC_AVIM模式改进后的模拟结果表明,引入有机质后大幅改善了土壤含水量、土壤热通量等的模拟,但夏季土壤温度模拟仍偏低;地表径流计算方案修改后改善了深层土壤含水量的模拟;将根据观测计算得到的热力学和动力粗糙度代替模式中粗糙度的参数化方案后,感热通量及土壤温、湿度模拟得到明显改善,说明模式中粗糙度的参数化方案有待改进。