陆面水文过程与大气模式的耦合及其在黑河流域的应用

摘要

陆面过程模式对陆面水文过程有比较详尽的描述,然而,目前的陆面水文过程只考虑了垂直方向的水分运移,比较适合平坦地区的模拟,而在地形坡度较大的山区只考虑垂直方向的水分移动是不够的,尤其是目前随着计算机条件提高,分辨率越来越高,地表水以及土壤水的侧向流动成为山区水文过程必须考虑的部分.同时,目前的陆面过程模式中的径流量是作为诊断量处理,不参与运算.针对以上问题,对Noah陆面过程模式进行了改进,增加了地表积水和积水蒸发、坡面汇流方案、次表面流方案,并且将Routing模块通过次网格过程与大气中尺度模式MM5耦合,发展了高分辨率大气-水文耦合模式.运用发展的高分辨率大气-水文耦合模式,对黑河流域中上游2003年6月23～25日降水过程进行了模拟,研究了陆面水循环过程对大气场的影响.结果表明陆面水循环过程对近地层大气影响很大,首先影响了土壤的湿度与蒸发,进而对边界层稳定性,云结构、云水、雨水含量产生影响,对区域降水也有一定影响.