RSM-CoLM在中国区域的耦合验证及应用

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区域谱模式(Regional Spectral Model,RSM)是目前国际各主要研究机构广泛应用于季节预报和模拟研究的一个区域气候模式。通用陆面模式( Common Land Model,CoLM)是近年来发展的被誉为“当今世界发展最为完善的陆面模式”。戴永久教授实现了CoLM和RSM的耦合,称之为RSM-CoLM耦合系统。本文在将RSM-CoLM在中国区域进行验证之前,首先用最新版的RSM在中国区域做了一系列的敏感性试验,包括模拟区域大小和侧边界位置的选择、模拟分辨率以及积云对流参数化方案的选择。通过这一系列敏感性试验找出了RSM在中国区域应用的一个最佳配置方案。并且用RSM-CoLM进行了长期的spin-up模拟试验,明确了充分保证CoLM深层土壤水分达到平衡的调整时间。这些都为进一步在中国区域进行RSM-CoLM耦合系统的验证提供了必要的前提准备。为了验证RSM-CoLM耦合系统的模拟能力,我们选择了1998年和2005年两个典型的夏季,并且和RSM原来采用的OSU(Oregon State University)陆面过程进行了比较。在1998年夏季,长江流域爆发了特大洪水;而长江流域在2005年是一个干旱的夏天。我们详细分析了降雨和地表通量。通过空间和时间的定量分析,CoLM和OSU都在洪水夏季比干旱夏季表现出了较高的模拟技巧。CoLM和OSU都模拟出了1998年夏季的降雨中心,并且描述了出了洪水夏季和干旱夏季的降雨差异。模拟的降雨的逐同时间变化趋势和观测是一致的。和OSU的模拟相比,CoLM模拟的土壤湿度等地表通量和驱动场更为接近。通过观测资料和NCEP/DOE再分析资料的验证,以及和原来采用的OSU方案的比较,RSM-CoLM做出了合理的模拟表现。
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