不同初始场及陆面方案对青藏高原中东部积雪消融过程的模拟研究

摘要：

基于WRF(Weather Research and Forecasting)模式,本研究使用更为准确的气象站点及卫星遥感积雪资料替换初始场中积雪深度、雪水当量等积雪数据,对2014年2月17-27日青藏高原中东部一次积雪消融过程进行模拟研究,评估 WRF模式中 CLM(Community Land Model)、Noah-LSM(Noah land sur-face model)和 Noah-MP(Noah-Multiparameterization Land Surface Model)3种陆面过程方案对该次积雪消融过程的模拟性能.结果表明:3种陆面过程方案均能较好地再现2 m气温、积雪深度和反照率的日变化趋势,但各试验模拟效果有一定差异.气象站点及卫星遥感积雪资料作为初始场时,CLM陆面过程方案模拟的2 m气温平均误差最小,为0.002℃;Noah-LSM陆面过程方案中2 m气温均方根误差(4.01℃)和平均绝对误差(3.30℃)最小,但昼夜温差较观测显著偏小;同时CLM陆面过程方案模拟的积雪深度均方根误差、平均误差和平均绝对误差均最小,分别为4.70 cm、-1.25 cm和2.75 cm,但该方案对融雪速率有所高估,导致积雪消融时间被低估.Noah-LSM和Noah-MP陆面方案模拟的融雪速率与观测较为一致.3种陆面过程均能较好地再现积雪消融阶段反照率整体呈下降的趋势,但反照率日变化细节均有所欠缺.初始场积雪数据使用ECMWF Reanalysis v5(ERA5)数据集时,CLM陆面过程方案表现最优,再现积雪反照率变化特征,日变化特征与观测较为一致;Noah-LSM和Noah-MP陆面过程方案不能再现反照率日内变化,且低估新雪反照率.CLM陆面过程方案能再现积雪消融过程中净辐射逐渐增大的特征,且峰值与观测相近,同时也能模拟出地表与大气,地表与浅层土壤的能量传输.本研究将为青藏高原积雪模拟陆面方案的选取提供参考依据.

关键词：青藏高原、积雪、WRF模式、陆面过程

所属期刊栏目：41

分类号：P426.63+5(气象基本要素、大气现象)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国科学院重点实验室开放基金

在线出版日期：2022-06-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：430-443