利用玉树隆宝湿地的观测资料,分析了未冻结、冻结和冻结有积雪覆盖三种情况下动量通量和感热通量的日变化情况,计算了三种情况下动量总体输送系数、感热总体输送系数、动力学粗糙度和热力学粗糙度,分析了附加阻尼和粗糙度雷诺数的关系,并将三种附加阻尼的参数化方案进行了比较,结果表明:冻结状态下动量通量和感热通量的日变化幅度最大,冻结有积雪覆盖时,动量通量和感热通量的日变化幅度最小。动量总体输送系数CD和感热总体输送系数CH的值在冻结时最大,冻结有积雪覆盖时最小,动力学粗糙度和热力学粗糙度在冻结状况下最小,冻结有积雪覆盖时最大。未冻结、冻结和冻结有积雪覆盖状态下,三种附加阻尼kB-1参数化方案中,幂函数型方案较为合适。
利用青藏高原东北部地区阿柔冻融观测站2013年5月至2014年11月观测资料,对通用陆面过程模式（CLM4.0）和动态陆面过程模式（DLM）青藏高原高寒地区土壤湿度模拟性能进行了评估。结果显示两种模式均能够较好的反映浅层（<40 cm）土壤湿度动态变化,然而显著低估非冻结期土壤湿度;通过土壤有机质含量对土壤湿度模拟敏感性分析发现模式模拟土壤湿度偏干可能与模式中土壤有机质方案不足有关。在此基础上改进DLM模式土壤有机质和冻土液态水渗透方案,实验结果表明新参数化方案显著提高了高寒、高有机质含量地区模式土壤湿度模拟,平均偏差（BIAS）、均方根误差（RMSE）,均方差（MSE）和相关系数（R）分别达到0.032 m3·m-3,0.078 m3·m-3,0.010 m3·m-3和0.866。
【中文摘要】建立我国西南地区降水中稳定同位素的监测系统，揭示该地区水循环中稳定同位素的时空变化特征，追踪不同气象条件下降水中稳定同位素的变化过程，分析降水中稳定同位素的变化范围，评估不同影响因子对降水中稳定同位素的影响。利用稳定同位素动力分馏模式和引入稳定同位素效应的陆面过程模式模拟和分析季风区水循环中稳定同位素的时空变化规律、陆面蒸发中稳定同位素的变化特点及其对大气水汽和降水中稳定同位素的影响，建立稳定水同位素与各影响因子之间的关系。通过对取样区降水中稳定同位素的监测以及与可降水量之间的比较，对影响我国西南水汽通道上降水的水汽来源进行识别，揭示不同水汽来源、不同水汽输送方式、不同地理条件对降水中稳定同位素的影响。为进行水汽来源分析、实施流域水汽监测、定量恢复沉积物中的古气候、古环境记录提供稳定同位素的证据。
2009-01为了揭示青藏高原高寒地区土壤冻融过程对地表-植被-大气三者之间能量-水分循环的影响,在青藏高原风火山左冒孔流域(长江源)开展了不同植被盖度条件下冻土活动层水热状态的野外观测(在30%、60%、90%的草甸盖度下观测分层土壤水分及温度)和相关试验.选取考虑了积雪、植被覆盖及枯枝落叶层对土壤冻融影响的水-热-盐分耦合模型SHAW为动力学约束模型,进行参数率定及其模拟计算.结果表明:青藏高原地气间的能量交换主要受冻土、植被生长和地表土壤含水量的影响,并且呈明显的季节性变化;未退化高寒草甸草地对青藏高原冻土具有明显的隔热保温作用,可以降低冻土对气候变化的响应.在土壤活动层冻结过程期间,土壤水分具有向表层和深层两向分流汇聚的特征,植被覆盖变化对水分运移通量有明显影响.
陆面过程的研究对于更好地认识气候和天气系统的演变规律、陆地-大气水热交换过程、人类活动对气候和环境的影响等具有重要意义.建立了综合考虑土壤冻融、土壤水汽通量、植被覆盖和陆面-大气近地层水热交换的一维冻土-植被-大气连续体模型,模拟了固液相变、汽态水迁移、土壤水、汽、热耦合迁移等过程,反映了液态水从未冻区向冻结区迁移、冻结及其引起的潜热迁移的冻土物理本质,也反映了汽态水分从高温区向低温区迁移所引起的温度及水分场的变化,并对模型进行了检验.水分运动方程采用混合Richards方程,可适应各种边界条件.土壤水热传输模型求解引入了修正的Picard迭代法,不仅使计算迭代收敛更快,而且能更好地保证数值计算过程中的水量平衡.结合GAME/Tibet实验1998年5月份、7月份的观测数据,应用该模型对青藏高原安多观测点的水热交换过程进行了模拟分析.模拟结果表明:土壤的冻融过程对地温变化会产生负反馈作用;若净辐射相同,土壤表层含水量较高的情况下考虑冻结时其地热通量在冰融化时明显增加,显热通量减少,而潜热通量变化不大,但是冻结时各通量的变化不明显;而土壤发生融化时,尽管地热通量增加,但是地表温度仍然减小...
陆地水循环过程是当今气候系统陆面过程模型发展研究中重要不可少、又十分薄弱的环节，其重要性在于水循环过程和陆面上地－气间水分和能量交换过程是紧密地相互作用的. 现有的众多流域降水－径流模型及众多的陆面过程模型，都远未能实现这种要求。故从陆面过程模型发展而言，对在长而大时空尺度上、发展能与陆面过程模型有机耦合的水循环过程研究提出了迫切要求，使这种研究成为陆面过程研究的一个前缘点。研究目标是以强调地形作用水文模型Topmodel为基础,研究受水循环过程和陆面过程控制、而反过来又强烈影响这二个过程的土壤湿度的量值和空间非均匀分布的机制，发展用于空间尺度大的降水、入渗、径流及地下水流动和土壤湿度大小和空间非均匀分布变化相互作用模型.又用不均匀土壤湿度量值和空间分布,建立与现有先进的地－气交换模型（如SSIB模型）相互作用的耦合模型，发展出能用于受地形影响控制的下垫面上的水循环过程和陆面过程耦合模型
2006-01将发展的冻土过程参数化方案与耦合了NCARLSM陆面过程模式的中尺度大气模式MM5相耦合,对包括我国北方,蒙古国,东西伯利亚的高纬度地区进行了模拟.模拟时间选为北半球季节冻土生成的10月份.模拟结果表明,模式能够较好地模拟出该区域的冻土分布,并且对大气模式中海平面气压场、气温场的模拟改进显著.
冻土气候关系模型是目前冻土学领域的研究热点 ,评述了冻土对气候系统的响应模型以及陆面过程模型中的各种冻土参数化方案 .建立在传热学基础上的物理模型具有动态性、普适性的优点 ,适合于冻土工程计算 ,当把它们推广到面上时 ,需要对其进行简化 .经验模型大都只使用有限的变量 ,与地理信息系统结合紧密 ,因此模型具有空间性 ,较为适合于冻土制图 .陆面过程模型中的冻土参数化目前有 3类方法 :1)限定或修正水热参数 ;2 )比较单位土层中耗热或放热量与可耗热或可放热量而计算产冰率 ;3)使用土壤基质势定义土壤冻结后的未冻水含量 .现有的陆面过程模型中的冻土参数化方案需要进一步的改进
在NCAR/LSM的基础上,发展了一个简单的冻土过程参数化力案,并使用苏联 6个站的水文气象观测资料考察了耦合了新方案模式的气候效应。在新方案中,加入了对含冰量的求解和在相变过程中的能量变化;并使用Johanson的方案替代了模式中原有的土壤导热率的参数化方案,考虑了含冰量对土壤水热性质的影响。原模式和改进后模式的模拟结果的比较得到,冻土过程方案能够合理的模拟土壤列中的能量收支及水热性质随含冰量的变化。随着入渗的减少和径流的增加,春季的土壤湿度减小。因此,热通量的分配和土壤温度也产生了相应的变化。
