Page 13 - 《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 571
表5 不同土壤分层集成方案土壤温度的模拟值与CRA比较
Table 5 Comparison of simulated values of soil temperature with CRA for different soil stratification integration schemes
夏季 冬季
参数
10层 20层 30层 10层 20层 30层
土壤浅层 ME/℃ 0. 30 0. 29 0. 28 0. 32 0. 32 0. 31
RMSE/℃ 5. 69 5. 39 4. 88 4. 88 4. 49 3. 67
R 0. 54 0. 68 0. 77 0. 87 0. 87 0. 89
土壤深层 ME/℃ 0. 05 -0. 01 -0. 19 -0. 77 -0. 29 0. 11
RMSE/℃ 4. 17 3. 95 3. 74 3. 03 3. 02 3. 01
R 0. 82 0. 83 0. 86 0. 96 0. 97 0. 97

图5 土壤温度在青藏高原区域平均的时间序列（单位： ℃）
Fig. 5 The average time series of soil temperature in the Qinghai-Xizang Plateau region. Unit： ℃
4. 3 不同土壤分层方案下土壤湿度模拟结果分析 下， 夏季与冬季土壤浅层湿度模拟结果与 CRA 数
图 6给出了青藏高原地区在不同土壤分层方案 据均方根误差的空间分布。从图 8 可知， 随着土壤
下， 夏季与冬季土壤浅层湿度模拟结果与 CRA 数 分层的加密， 夏季在高原西部、 中部和北部地区均
据之间偏差的空间分布。从图 6 可知， 夏季土壤湿 方根误差明显减小， 而西南地区的均方根误差略有
度在高原大部分区域为负偏差， 随着土壤分层的加 增大。冬季的模拟效果要优于夏季， 高原中部的均
密， 高原西部和中部部分地区的负偏差减小， 而东 方根误差大值区消失， 西部和中部大部分地区的均
部尤其是东南部的负偏差增大。冬季土壤湿度模 方根误差减小， 东南部地区略有增大。图 9 给出了
拟结果显示， 随着土壤分层方案的加密， 西部和中 青藏高原地区在不同土壤分层方案下， 夏季与冬季
部地区的正偏差大值区减小， 西部和东部部分地区 土壤深层湿度模拟结果与 CRA 数据均方根误差的
的偏差值由正转负。整体上冬季的模拟效果优于 空间分布。由图 9 可知， 深层土壤湿度的模拟效果
夏季。图 7给出了青藏高原地区在不同土壤分层方 提升不如浅层明显， 中部的均方根误差略微减小。
案下， 夏季与冬季土壤深层湿度模拟结果与 CRA 整体上土壤湿度的模拟效果冬季优于夏季， 土壤浅
数据偏差的空间分布。由图 7 可知， 土壤深层湿度 层优于深层， 且30层分层方案的模拟效果最佳。
模拟主要为负偏差， 除了高原中部少数地区外， 大 表 6 详细列出了在青藏高原地区， 夏冬季不同
部分地区的偏差值较大。夏季时， 随着土壤分层的 土壤分层方案下土壤浅层与深层湿度模拟值与
加密， 高原中部和南部少数地区的偏差值减小。冬 CRA 数据之间的偏差、 均方根误差以及相关系数，
季的模拟结果与夏季相比， 负偏差值较小， 模拟效 表中统计量针对研究区域和时间进行了区域平均
果比夏季好。整体上土壤湿度的模拟效果冬季优 和时间平均处理。土壤湿度模拟的偏差主要为负
于夏季， 土壤浅层优于深层， 30 层方案的模拟效果 偏差， 随着土壤分层方案的加密， 偏差值减小。夏
3
-3
最好， 其次是20层方案。 季土壤浅层均方根误差由 0. 11 m·m 降至 0. 10
-3
图 8给出了青藏高原地区在不同土壤分层方案 m·m ， 相关系数由 0. 65 增至 0. 77； 深层均方根误
3