Page 42 - 《高原气象》2025年第3期
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高     原      气     象                                 44 卷
              600
             进后的土壤分层方案对于土壤冻融过程中的土壤                              以发现， 30 层方案的模拟效果最为突出， 平均相关
             水热属性的敏感性， 评估改进后的方案对于土壤冻                            系数达到了 0. 884， 平均均方根误差为 3. 263 ℃。
             融过程的提升作用， 得出以下结论：                                  这一结果表明， 通过对土壤分层方案的调整， 可以
                 （1）  调整后的三种土壤分层方案对土壤温度                         提高模型对于土壤消融期的模拟能力， 尽管在深层
             的模拟效果有显著的改善， 模拟结果更为准确地反                            土壤方面仍存在一些偏差， 但这一结果为进一步改
             映了土壤温度的变化趋势， 整体的模拟结果都更加                            进模拟方案仍能提供一定参考。
             接近实测值， 浅层模拟值与观测值的波峰波谷能更                                由于黄河源区位于高原地区， 环境条件恶劣，
             好地对应， 深层模拟值的偏差也有所减小。三种方                            观测站点相对较少， 且观测数据存在间断性。在本
             案中， 30 层方案展现出了最佳的模拟效果， 与观测                         研究中， 仅选取了玛多站一个观测站点对模型的分
             值的平均相关系数达到了 0. 954， 平均均方根误差                        层方案进行了模拟验证， 而未对整个区域进行全面
             为 3. 334 ℃。这一结果表明， 对土壤分层方案进行                       验证。此外， 本次模拟的时间跨度相对较短。因
             调整能够有效提升模型对土壤温度变化的模拟                               此， 在未来的研究中， 需要考虑使用更多的观测站
             能力。                                                点数据， 或者对整个黄河源区进行模拟验证， 以进
                 （2）  调整后的土壤分层方案对土壤湿度的模                         一步完善模型的准确性和可靠性。
             拟也呈现出较好的提升效果， 能够准确地捕捉各层                            参考文献（References）：
             土壤湿度在一整年内的季节性变化， 尽管受到降水
             的影响， 模拟值与实测值在波谷模拟还有偏差， 但                           Bonan G B， 1995. A Land Surface Model （LSM Version 1. 0） for eco‐
             总体上对土壤湿度的季节性变化具有良好的模拟                                 logical， hydrological， and atmospheric studies： technical descrip‐
                                                                   tion  and  user's  guide［R］. NCAR Technical  Note，  NCAR/ TN-
             能力， 在三种分层方案中， 30 层方案的模拟结果与
                                                                   417 + STR.
             实测值更为接近， 通过统计分析表的数据可以看
                                                                Brunke M A， Broxton P， Pelletier J， et al， 2016. Implementing and
             出， 该方案的模拟效果最佳， 平均相关系数达到了                              evaluating variable soil thickness in the Community Land Model，
                                                  -3
                                              3
             0. 770， 平均均方根误差为 0. 039 m·m 。这一结                      Version 4. 5 （CLM4. 5）［J］. Journal of Climate， 29（9）： 3441-
             果表明， 对土壤分层方案进行调整不仅有利于提升                               3461. DOI： 10. 1175/jcli-d-15-0307.
                                                                Dai Y J， Zeng Q C， 1997. A land surface model （IAP94） for climate
             模型对土壤温度的模拟能力， 同时也对土壤湿度的
                                                                   studies part I： formulation and validation in off-line experiments
             模拟效果有显著改善。
                                                                  ［J］. Advances in Atmospheric Sciences， 14（4）： 443-460. DOI：
                 （3）  调整后的 3种方案对于冻结期模拟也较为                          10. 1007/s00376-997-0063-4.
             准确， 特别在浅层土壤中， 模拟的冻结初始日与实                           Pelletier J D， Broxton P D， Hazenberg P， et al， 2016. A gridded glob‐
             测值相符， 然而在深层对冻结初始日的模拟有些偏                               al data set of soil， intact regolith， and sedimentary deposit thick‐
             差， 其中 20 层与 30 层方案的模拟效果相对较为准                          nesses for regional and global land surface modeling［J］. Journal
                                                                   of Advances  in  Modeling  Earth  Systems，  8（1）：  41-65. DOI：
             确， 而 10层方案的模拟效果不太理想， 冻结初始日
                                                                   10. 1002/2015MS000526.
             有明显延迟。通过统计分析表可以发现， 三种方案
                                                                Swenson S C， Lawrence D M， 2015. A GRACE-based assessment of
             中 30 层方案的模拟效果最为突出， 平均相关系数                             interannual groundwater dynamics in the Community Land Model
             达到了 0. 988， 平均均方根误差为 1. 347 ℃。这一                     ［J］. Water Resources Research， 51（11）： 8817-8833. DOI： 10.
             结果表明， 对土壤分层方案的调整可以显著提升模                               1002/2015WR017582.
             型对于土壤冻结期的模拟能力， 尤其是在较浅的土                            包逸群， 吕世华， 刘子莎， 等， 2024. CLM5. 0 陆面模式不同土壤分
             层中， 更多的分层能够更准确地刻画冻融过程， 从                              层方案对黄河源区玛多站土壤温湿的数值模拟［J］. 高原山地
                                                                   气象研究， 44（3）： 9-16. Bao Y Q， Lü S H， Liu Z S， et al，
             而改善模拟结果的准确性。
                                                                   2024. Numerical  simulation  of  soil  temperature  and  humidity  at
                 （4）  调整后的 3种方案对于消融期的模拟结果                          Maduo Station in the source area of the Yellow River under differ‐
             较好， 对于浅层消融初始日的模拟较为准确， 其                               ent soil stratification schemes under CLM5. 0 Land Surface Model
             中， 30 层方案模拟的消融初始日与实测值最为接                             ［J］. Plateau and Mountain Meteorology Research， 44（3）： 9-16.
             近， 而 10 层方案和 20 层方案的模拟结果则稍显滞                       陈海存， 李晓东， 李凤霞， 等， 2013. 黄河源玛多县退化草地土壤温
                                                                   湿度变化特征［J］. 干旱区研究， 30（1）： 35-40. Chen H C， Li
             后， 导致消融期延长， 对于深层土壤消融初始日的
                                                                   X D， Li F X， et al， 2013. Change of soil temperature and soil
             模拟存在一些偏差。其中 30 层方案的模拟还是较
                                                                   moisture content in typical degenerated steppe in Maduo County
             为准确的， 10 层方案的模拟效果不太理想， 消融初                            in the headstream region of the Yellow River［J］. Arid Zone Re‐
             日与完全消融阶段均有延迟。综合统计分析表可                                 search， 30（1）： 35-40.
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