Page 243 - 《高原气象》2022年第5期
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高     原      气     象                                 41 卷
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             过程模式并使它能更精确地模拟出地表温度、湿度                             gx1v1，分辨率在热带区域约为 0. 3°，从热带到极
             等与气候研究密切相关的信息，已成为当前所必需                             地逐渐递增到 1°（辛晓歌等，2019）。陆面模式为
             的（孙菽芬，2002）。                                       BCC-AVIM2（北京气候中心-大气-植被相互作用
                  国际上已研发出不少陆面过程模式，并有很多                          模式第二版本），早期版本 BCC-AVIM1 是基于 Ji
             学者对这些模式的模拟性能进行了系统评估。田                             （1995）和 Ji et al（2008）研发的 AVIM（大气-植被相
             静等（2011）在中国区域内对 NOAH 陆面模式进行                        互作用模式）发展而来，其中包括模拟生物地球物
             了精度检验，发现该模式的模拟结果能够很好地反                             理、生态物理学和土壤碳氮动态过程的三个子模块
             映地表状况的变化过程，但在强度上仍存在较大差                             以及一个有 10 个土壤层和 5 个雪层的改良生物地
             异；刘金婷等（2009）对 BATS、LSM和 CoLM这 3个                   球物理模式框架，其模式框架与 NCAR（美国国家
             陆面模式在新疆地区进行了陆面过程模拟的对比                              大气研究中心）中 CLM3（共用陆面模式第三版本）
             研究，研究表明 BATS 模拟的土壤温度最接近观测                          使用相同（Li et al，2019），而 BCC-AVIM2 在 BCC-
             值；陈渤黎等（2014）在若尔盖站冻融期对陆面模式                          AVIM1 的基础上实施了若干参数化方案的改进：
             CLM 进行了模拟性能的检验，结果表明 CLM4. 0                        BCC-AVIM2 引入了与土壤液态含水量、土壤孔隙
             较CLM3. 0在模拟结果上有了一定提高。目前对于                          度和土壤基质势有关的冻融温度阈值，该方案的引
             发展较为完善、应用较为广泛的模式国内外已有大                             入提高了模式对季节冻土的模拟性能（Xia et al，
             量的研究，但对于 BCC-CSM2-MR这种国内近些年                        2011）；在雪季累积和融化阶段，BCC-AVIM2 用降
             才推出的模式，研究仍主要集中在模式介绍和模式                             雪后雪地不同时期的不同地表反照率来替代 BCC-
             系统发展上，有关该模式的评估工作也主要针对气                             AVIM1 中统一的方案（Chen et al，2014）；考虑到东
             温、降水等单一变量，如 Sang et al（2021）研究了                    南亚地区稻田分布广泛，以及稻田和裸地的不同特
             BCC-CSM 模式在 CMIP6 中对欧亚大陆土壤水分模                      性，BCC-AVIM2提出了一种测定稻田表面反照率、
             拟性能的改进，但关于 BCC-CSM2-MR模式对中国                        粗糙度长度、湍流感热和潜热通量方案。经过参数
             地区陆面变量模拟性能的系统评估较少。                                 化方案的改进，BCC-AVIM2 在模拟季节尺度的地
                  BCC-CSM2-MR 模式是国家气候中心最新研                      表能量收支方面优于BCC-AVIM1（Li et al，2019）。
             发的中等分辨率气候系统模式，该模式参与了                                   为进一步检验BCC-CSM2-MR模式对陆面过程
             CMIP6 的 DECK（气候诊断、评估和描述）试验、                        不同要素的模拟能力，本文系统评估了该模式对我
             Historical 试验和 8 个子计划，其中包括 DAMIP（检                 国地表温度、上层土壤湿度、地表能量平衡分量等
             验归因模式比较计划），CFMIP（云反馈模式比较计                          陆面变量气候平均态的空间分布形势和季节演变特
             划），GMMIP（全球季风模式比较计划），C4MIP（耦                       征以及土壤温度和土壤湿度的垂直廓线演变特征的
             合系统碳循环比较计划），LS3MIP（陆面、雪和土壤                         模拟性能，同时探讨了引起模式偏差的可能原因，
             湿度模式比较计划），LUMIP（土地利用模式比较计                          为进一步改进和完善模式提供了必要的参考依据。
             划），DCPP（年代际气候预测计划）和 ScenarioMIP                    2   数据来源与方法介绍
             （情景模式比较计划）。初步评估结果表明，与早期
             版本 BCC-CSM-1. 1m 相比，BCC-CSM2-MR 模式                     文中所使用的模式资料为 BCC-CSM2-MR 模
             在对流层气温、全球和东亚区域尺度环流、准两年                             式参与 CMIP6 的历史试验模拟数据，时间范围为
             振荡、热带季节内振荡及降水日循环等不同时间尺                             2003-2014年，选取的区域为中国地区，陆面和大气
             度的气候变率、地表气温的长期趋势以及中国年平                             分量模式水平方向采用 T106 谱分辨率（~110 km），
             均降水气候分布等方面的模拟性能都得到了显著                              包括的数据有地表温度、上层（0~10 cm）土壤湿
             改善（Wu et al，2019；辛晓歌等，2019）。                       度、向下净太阳辐射、向上净长波辐射、向上感热
                  BCC-CSM2-MR模式包含了大气、陆面、海洋和                     和潜热通量、地表反照率、降水、10 m 风速等陆面
             海冰 4个分量模式，其中大气模式为 BCC-AGCM3-                       变量，其中不同季节的具体划分为冬季 12 月至次
             MR（北京气候中心-大气环流模式第三版本-中等                            年2月，春季3-5月，夏季6-8月，秋季9-11月。
             分辨率版本），水平分辨率为 T106（~110 km），垂直                         为了检验模式的模拟效果，本文使用 GLDAS
             分层提高到了 46 层，模式层顶为 1. 468 hPa，海洋                   （全球陆地资料同化系统）数据集与模式资料进行
             模式和海冰模式分别为 GFDL（美国流体力学实验                           比较。GLDAS 数据是 NASA（美国航空航天局）
             室）发 展 的 MOM4-L40 和 SIS，均 采 用 三 级 网 格               GSFC（戈达德空间飞行中心）和 NOAA（美国海洋
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