作為水循環(huán)中的重要組分，土壤濕度是陸-氣相互作用中的關(guān)鍵因子。土壤濕度的水平和垂直分布的變化通過改變陸地蒸散發(fā)和熱通量從而改變大氣邊界層結(jié)構(gòu)，最終影響對(duì)流和大尺度環(huán)流場(chǎng)。因此，對(duì)于土壤濕度的精確計(jì)算在氣候模擬與預(yù)測(cè)中起著至關(guān)重要的作用。

　　中國科學(xué)院大氣物理研究所于燕博士、謝正輝研究員以及亞利桑那大學(xué)曾旭斌教授將保持靜態(tài)平衡的土壤水方程數(shù)值解法(Zeng and Decker, 2009)應(yīng)用于區(qū)域氣候模式RegCM4及其陸面參數(shù)化方案CLM3.5，探討其對(duì)東亞地區(qū)區(qū)域氣候模擬的潛在影響。與站點(diǎn)觀測(cè)比較，修改的數(shù)值解法改進(jìn)了RegCM4對(duì)地下水位的模擬，同時(shí)對(duì)土壤濕度時(shí)空變率的模擬也有一定的改進(jìn)。修改的數(shù)值解法對(duì)夏季降水的模擬在中國選取的六個(gè)子區(qū)域中的三個(gè)子區(qū)域有所改進(jìn)，其余則誤差有所增大；對(duì)夏季氣溫的模擬影響相對(duì)較小。相比于離線試驗(yàn)，陸-氣耦合試驗(yàn)考慮了陸面對(duì)大氣的反饋?zhàn)饔�，西北與青藏高原地區(qū)蒸散發(fā)差異有所增強(qiáng)，在東部季風(fēng)區(qū)土壤濕度差異的空間分布特征與離線差異不同。陸-氣耦合試驗(yàn)中夏季降水差異可以由蒸散發(fā)差異以及大尺度水汽輻合差異來解釋。

　　該成果最近被Journal of Geophysical Research-Atmospheres 接收。

　　參考文獻(xiàn):

　　Yu Y, Z. H. Xie, and X. B. Zeng (2014), Impacts of modified Richards equation on RegCM4 regional climate modeling over East Asia, Journal of Geophisical Research-Atmospheres, doi: 10.1002/2014JD021872.

　　Zeng, X. B., and M. Decker (2009), Improving the Numerical Solution of Soil Moisture-Based Richards Equation for Land Models with a Deep or Shallow Water Table, Journal of Hydrometeorology., 10(1), 308-319, doi: 10.1175/2008jhm1011.1.

圖1 觀測(cè)和模擬的月平均地下水埋深(1993年1月至2001年12月)頻率分布

　　圖2 夏季平均差異(RMOD-RCTL) (1993-2001): (a)850hPa風(fēng)場(chǎng)(m s-1)；(b)水汽通量(mm/day)與水汽通量散度(mm/day)；(c)蒸散發(fā)(mm/day)；(d)降水(mm/day)