Page 81 - 《高原气象》2022年第1期

第 41 卷 第 1 期 高 原 气 象 Vol. 41 No. 1
2022 年 2 月 PLATEAU METEOROLOGY February，2022

刘宜纲，吕世华，马翠丽，等，2022. 区域气候模式 RegCM 砾石参数化方案在青藏高原不同区域土壤水分输送的模拟分析
［J］. 高原气象，41（1）：79-92. LIU Yigang，LÜ Shihua，MA Cuili，et al，2022. Gravel Parameterization Schemes for Regional
Climate Model RegCM and Analysis of Its Simulation of Soil Moisture Transportation over the Different Areas of Qinghai-Xizang
Plateau［J］. Plateau Meteorology，41（1）：79-92. DOI：10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2020. 00086.

区域气候模式RegCM砾石参数化方案在青藏高原

不同区域土壤水分输送的模拟分析

刘宜纲 ，吕世华 1，2 ，马翠丽 ，徐 悦 ，罗江鑫 1
1
1
3
（1. 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，四川 成都 610225；
2. 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心，江苏 南京 210044；
3. 内蒙古包头市气象局，内蒙古 包头 014030）
摘要：在耦合 CLM4. 5的区域气候模式 RegCM4. 7中分别应用原始土壤水热参数化方案与改进后的砾石
参数化方案在青藏高原西部、中部与东南部区域进行模拟，并根据砾石分布特征在每个区域选取单点分
析了两种方案模拟结果存在差异的原因。在此基础上利用中国陆面融合再分析数据（CRA-40）检验了砾
石参数化方案在高原不同区域对于土壤含水量的模拟效果。结果表明：在应用砾石参数化方案的
RegCM4. 7模式中：地表水分输入较其他变量是影响地表土壤水文过程的主要因素；较低的砾石含量有
利于土壤水分向下传输，较高的砾石含量在高原不同区域对于土壤水分向下传输的影响作用有所不同。
砾石参数化方案在高原不同区域对于土壤水分的模拟效果存在差异，在高原东南部的模拟效果提升最
为明显。
关键词：青藏高原；RegCM4.7；土壤砾石参数化；区域模拟效果
文章编号：1000-0534（2022）01-0079-14 中图分类号：P437 文献标识码：A
DOI：10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2020. 00086

1 引言 Arocena et al，2012；Wu et al，2012）。砾石是直径
大于 2 mm 的岩石或矿物碎块，由暴露在地表的岩
青藏高原是全球气候变化的敏感区，其动力和
石经机械风化作用形成，常堆积在山麓或山前地
热力作用对大气环流、气候变化和灾害性天气形成 带，或由于岩石被水侵蚀破碎后，经河流冲刷沉积
发展有十分重要的影响（吴统文等，1998；杨成等， 产生。国内外众多学者研究表明砾石对于地表土
2020；冯晓莉等，2020）。高原的土壤水文过程不 壤水文过程有重要影响（Peck et al，1979；Braken‐
仅会影响土壤内部能量水分输送，还可影响地表与 siek et al，1986；Abrahams et al，1994；李 燕 等 ，
大气之间的物质能量交换，进而对高原区域的气候 2006；何玉洁等，2017），但是目前应用于区域气候
产生重要影响（Shukla et al，1982；Yeh et al，1984； 模式中的土壤水热参数化方案并未考虑砾石的影
Wen et al，2003）。因此，模式对于高原土壤水文过 响，而忽略砾石的存在很难准确获知土壤实际水热
程的模拟能力是检验模式在青藏高原模拟效果的 状态（Brouwer et al，2000）。值得关注的是潘永洁
重要指标。 等（2015）发展了一套较适合青藏高原土壤特性的
野外科考实验表明青藏高原的砾石含量非常高， 土壤参数化方案并在那曲站进行了应用与验证，发
且分布广泛（Ohtsuka et al，2008；罗斯琼等，2009； 现模拟效果有了一定的改进。然而目前针对改进

收稿日期：2020⁃08⁃17；定稿日期：2020⁃10⁃26
资助项目：第二次青藏高原综合科学考察研究项目（2019QZKK0103）；国家自然科学基金项目（41975007，41775016）
作者简介：刘宜纲（1994-），男，北京人，硕士研究生，主要从事陆面过程与数值模拟研究. E-mail：liuyg123@163.com
通信作者：吕世华（1957-），男，甘肃漳县人，研究员，主要从事陆面过程与区域气候，气候变化数值模拟等研究. E-mail：slu@cuit.edu.cn