Page 16 - 《高原气象》2025年第3期

高 原 气 象 44 卷
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表6 不同土壤分层集成方案土壤湿度的模拟值与CRA比较
Table 6 Comparison of simulated values of soil moisture 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
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土壤浅层 ME/（m·m ） -0. 08 -0. 07 -0. 07 -0. 02 -0. 05 -0. 04
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RMSE/（m·m ） 0. 11 0. 10 0. 10 0. 10 0. 10 0. 09
R 0. 65 0. 68 0. 77 0. 58 0. 61 0. 67
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3
土壤深层 ME/（m·m ） -0. 14 -0. 13 -0. 12 -0. 14 -0. 13 -0. 12
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RMSE/（m·m ） 0. 14 0. 13 0. 13 0. 15 0. 13 0. 12
R 0. 81 0. 86 0. 89 0. 81 0. 83 0. 85
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差 由 0. 14 m·m 降 至 0. 13 m·m ， 相 关 系 数 由 对青藏高原地区不同方案的土壤温度模拟值
0. 81 增至 0. 89。冬季土壤浅层均方根误差由 0. 10 和 CRA 数据进行区域平均和月平均， 得到对应的
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m·m 降 至 0. 09 m·m ， 相 关 系 数 由 0. 58 增 至 时间序列， 如图 10 所示。土壤浅层的 30 层方案更
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0. 67； 深 层 均 方 根 误 差 由 0. 15 m·m 降 至 0. 12 加贴近 CRA 数据， 均在 7 月达到峰值， 模拟效果优
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m·m ， 相关系数由 0. 81 增至 0. 85。以上结果表 于 20 层方案与 10 层方案。土壤深层的模拟效果没
明， 土壤分层方案的加密提高了模拟的准确性， 其 有浅层好， 30 层方案相较于 20 层方案和 10 层方
中 30 层参数化集成方案的模拟效果最佳， 20 层方 案， 对土壤湿度的模拟效果提升不如浅层明显。两
案次之。从土壤深浅层次来对比， 浅层湿度的模拟 个层次中 30 层参数化集成方案的模拟效果最好，
效果优于深层； 从模拟时间来对比， 冬季的模拟效 随着土壤垂直离散化方案的加密， 土壤湿度的模拟
果提升更为明显， 优于夏季。 效果得到了一定的提升。

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图10 土壤湿度在青藏高原区域平均的时间序列（单位： m·m ）
Fig. 10 The average time series of soil moisture in the Qinghai-Xizang Plateau region. Unit： m·m -3
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5 结论 （2） 土壤分层方案的加密（10 层增至 20 层及
30 层）提高了青藏高原地区土壤温度和湿度模拟的
将改进后的参数化集成方案耦合到 BCC-CSM 准确性， 其中 30 层参数化集成方案的模拟效果最
大气环流模式中进行模拟， 通过分析青藏高原地区 佳， 20层方案次之。
土壤温度和土壤湿度这两个最主要的变量， 进一步 （3） 从土壤温度模拟结果得出， 加密的土壤分
验证不同土壤分层集成方案对青藏高原地区土壤 层方案有效地减少了模拟偏差和均方根误差， 尤其
水热的影响， 并得出以下结论： 是在青藏高原的中部和西部地区。冬季的模拟效
（1） BCC-CSM 大气环流模式耦合了土壤冻融 果优于夏季。
参数化方案与土壤砾石参数化方案后， 模式的模拟 （4） 从土壤湿度模拟结果得出， 虽然土壤湿度
效果得到了一定的提升， 且冬季的模拟效果优于夏 的模拟效果提升没有土壤温度明显， 但加密的土壤
季， 土壤深层的模拟效果优于浅层。 分层方案仍有助于减少模拟偏差和均方根误差。