Page 11 - 《高原气象》2025年第3期

3 期 杨发利等：BCC-CSM模式土壤分层及其冻融砾石参数化集成方案对青藏高原土壤水热输送的模拟研究 569

图2 不同土壤分层方案夏冬季土壤深层温度模拟结果与CRA偏差的空间分布（单位： ℃）
Fig. 2 The spatial distribution of the deviation between summer and winter deep soil
temperature simulation and CRA under different soil layering schemes. Unit： ℃

图 3给出了青藏高原地区在不同土壤分层方案 土壤浅层温度的偏差从 0. 30 ℃降至 0. 28 ℃， 均方
下， 夏季与冬季土壤浅层温度模拟结果与 CRA 数 根误差也从 5. 69 ℃降至 4. 88 ℃， 相关系数从 0. 54
据均方根误差的空间分布。从图 3 可知， 夏季在高 增至 0. 77。夏季土壤深层温度的偏差从正偏差转
原西部、 中部以及东部部分地区的均方根误差均减 变为负偏差， 均方根误差从 4. 17 ℃降至 3. 74 ℃，
小， 高原中部地区最明显。冬季与夏季相似， 在西 相关系数从 0. 82 增至 0. 86， 模拟准确性的提升幅
部、 中部和东南部的均方根误差均减小， 尤其是在 度不如浅层明显。冬季土壤浅层温度的偏差和均
高原中部和东南部。整体上 30 层方案的均方根误 方根误差均减小， 分别从 0. 32 ℃和 4. 88 ℃降至
差减小最为明显， 其次是 20 层方案， 表明 30 层方 0. 31 ℃和 3. 67 ℃， 相关系数从 0. 87增至 0. 89。冬
案的模拟效果最佳， 土壤分层方案的加密显著提高 季土壤深层温度的偏差变化与夏季相反， 从负偏差
了模拟效果。图 4展示了青藏高原地区在不同土壤 转 变 为 正 偏 差 ， 均 方 根 误 差 从 3. 03 ℃ 降 至
分层方案下， 夏季与冬季土壤深层温度模拟结果与 3. 01 ℃， 相关系数从 0. 96 增至 0. 97。整体上土壤
CRA 数据均方根误差的空间分布。由图 4 可知， 夏 分层方案的加密提高了模式对于土壤温度的模拟
季在高原西部和中部部分地区的均方根误差减小， 效果， 其中 30层参数化集成方案表现最佳， 其次是
冬季在高原中部和东部的均方根误差减小。土壤 20层方案。从土壤深浅层来对比， 浅层温度的模拟
浅层和深层中， 深层的均方根误差减小程度不如浅 效果优于深层； 从模拟时间来对比， 夏季的模拟效
层明显， 随着土壤分层方案的加密， 均方根误差均 果提升更为明显， 优于冬季。
减小， 高原西部与中部地区最明显。 对青藏高原地区不同方案的土壤温度模拟值
表 5 详细列出了在青藏高原地区， 夏冬季不同 和 CRA 数据进行区域平均和月平均， 得到对应的
土壤分层方案下土壤浅层与深层温度模拟值与 时间序列， 如图 5 所示。土壤浅层和深层中， 30 层
CRA 数据之间的偏差、 均方根误差以及相关系数， 方案的模拟效果最好， 土壤温度在 7 月达到最大
表中统计量针对研究区域和时间进行了区域平均 值， 更贴近于 CRA 数据。深层模拟效果的提升好
和时间平均处理。随着土壤分层方案的加密， 夏季 于浅层， 特别是夏季的模拟效果提升最为明显。