改善NoahMP陸面模式的陸氣耦合強度研究獲進展

　　地表交換系數（surface exchange coefficients，Ch）能夠表征陸氣耦合強度，其參數化方案通過影響陸氣間能量、水分等交換效率在陸面模擬過程中起關鍵性作用，進而影響天氣和氣候演變的可預測性。

　　為改進陸面模式對陸氣相互作用強度的表征，中國科學院大氣物理研究所研究員馬柱國課題組博士張霞在副研究員陳亮的指導下，將一個隨植被冠層高度變化的耦合強度方案應用于離線Noah-MP模式，并在中國區域進行評估。研究表明，相較于Noah-MP默認方案，該動態方案顯著地改進Ch計算（圖1），并減少了地表能量和水分模擬值與觀測值的偏差（如圖2感熱通量），該動態方案的改進效果隨不同土地覆蓋類型而異。研究還發現，該方案對矮植被（草、農作物和灌木）模擬的Ch值及地表能量和水分變量值與觀測值更為接近，而高植被（森林）的改進雖并不顯著，但保持了合理的估計值。新方案的改進效果源于熱量粗糙長度的處理。總體上，該動態耦合方案明顯改進了Noah-MP模式對陸氣相互作用強度的模擬。

　　相關研究結果發表在International Journal of Climatology上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院寒旱區陸面過程與氣候變化重點實驗室開放課題“西北干旱地區陸-氣耦合強度對區域氣候的影響”和國家重大科技基礎設施項目“地球系統數值模擬裝置”（EarthLab）項目的資助。

圖1.觀測和模擬的地表交換系數（Ch）。OBS表示ChinaFLUX觀測數據計算得到的Ch，Default、Czil和Newczil分別表示Noah-MP陸面模式采用默認M-O方案、Czil=0.1方案和Czil-h（Czil隨冠層高度變化）方案得到的Ch。橫坐標表示9個ChinaFLUX通量站點，綠色柱狀圖表示每個通量站點植被的平均冠層高度

圖2.觀測和模擬的感熱通量（SH）。OBS、Default、Czil和Newczil含義同圖1，DIFF表示觀測與模擬之差