Accurate understanding and modeling of soil hydrothermal dynamics in permafrost regions is essential for reliably assessing future permafrost changes and their impacts. However, the inadequate representation of soil water-heat transport processes in current land surface models (LSMs) introduces large uncertainty in simulating permafrost dynamics, particularly on the Qinghai-Tibet Plateau (QTP). In this study, we modified the parameterizations of soil thermal conductivity, unfrozen water and soil evaporation resistance in version 5.0 of the Community Land Model (CLM5.0) and assessed their effects on soil hydrothermal dynamics in permafrost regions on the QTP using in-situ measurements the depths of 10-40 cm. The results showed that soil temperature was more sensitive to the modified soil thermal conductivity and unfrozen water schemes, with average RMSE reduced by approximately 0.60 degrees C compared to the default CLM5.0. Soil moisture was mainly affected the unfrozen water scheme during freezing and by the optimized soil evaporation resistance scheme during thawing, with maximum accuracy improvements of 8% and 25%, respectively. All three schemes significantly improved soil thermal conductivity simulations, reducing RMSE over 80%. Overall, our modifications remarkably reduced simulation errors compared to the default schemes, improving the average accuracy soil temperature, soil moisture and soil thermal conductivity by approximately 16%, 21% and 81% respectively. Additionally, this study emphasized the importance of accurately representing permafrost-related processes in LSMs, as they significantly affected simulation results. Specifically, soil thermodynamics is strongly sensitive to subtle changes in soil moisture transport processes, such as the hysteresis effect unfrozen water content, and parameterizations of snowpack and vegetation. Therefore, future work should focus on enhancing the accurate representations of these processes and optimized parameters in LSMs to improve the simulation accuracy in permafrost regions on the QTP. This study enhanced the understanding of soil hydrothermal processes in LSMs and provided valuable insights for the future model development for permafrost regions under the context of climate change.
气候变暖对北极多年冻土和植被产生了重要的影响。CLM(Community Land Model)是应用最广泛的陆面过程模式之一，但其中复杂的边界条件和参数化过程导致模式模拟结果存在一定的不确定性。本研究评估了CLM5.0对阿拉斯加多年冻土区表层土壤温度和碳循环的模拟能力，结果表明，CLM5.0可以捕捉到表层土壤温度的季节变化。在苔原和针叶林站点，CLM5.0在日尺度和月尺度都可以很好地模拟出总初级生产力（GPP）随时间的变化，但对净生态系统碳交换（NEE）的模拟结果存在一定的不确定性。CLM5.0可以较为合理地模拟高纬度多年冻土区的土壤温度季节变化，在未来的研究中可能还需要从结构、参数化方案等过程进行改进，从而进一步提升高纬度多年冻土区碳循环的模拟精度。
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