黄河源水热特征及其参数化研究

摘要

黄河源位于青藏高原东北部,是中国重要的水源涵养区,对高原地区水文及气候变化研究具有重要意义.本研究基于野外试验和实验室试验,对黄河源区水热变化特征及CLM4.5中相关水热过程进行了参数化修正,以便提高其对于高原地区的模拟性能.主要结论如下:(1)对于自由状态土壤,冻土热导率存在较大空间差异性,热导率与负温呈正相关关系;饱和融土热导率随温度上升稍有升高,且存在明显分层;干土热导率可以忽略温度对其的影响,作为定值对待.(2)融土热导率随含水量增加而增加,前期增加速率大且陡、后期小而缓,并且后期具有明显的深浅分层特征,深层热导率总体大于浅层.(3)土壤饱和水导率随土壤深度增加降低,并与有机质含量呈正相关关系;土壤温湿度的变化是导致土壤基质势突增的主要原因.(4)CLM模拟土壤温度偏低,浅层土壤湿度偏高,水热过程修正方案CLM+有效提高了对于高原地区土壤温湿度的模拟效果.CLM+将温度模拟平均差缩小至2.5-3℃,并且对于土壤温度的微小变化均能很好地捕捉,土壤湿度模拟对降水及干旱也拥有很好的响应.