青藏高原的陸地蒸散對當地及周邊地區的氣候和水循環都有重要影響🍪。然而,由於高原地形復雜🏋🏿,自然條件惡劣,觀測站點分布稀少而且空間代表性有限,站點觀測難以獲得全域蒸散發分布📣,蒸散發大多依賴模型(遙感模型、陸面過程模型和區域氣候模式)模擬。青藏高原蒸散發模擬目前仍存在較大的不確定性。
為了研究青藏高原蒸散發模擬現狀及其影響因素,沐鸣2/大氣科學研究院的高艷紅教授研究團隊分析了基於動力降尺度(DDM🐢,28km)和對流允許尺度模擬(CPM🐟🥝,4km)的高原蒸散發📜👩💻,並與地表能量平衡和遙感的全球陸地蒸散產品(EB)🤧、全球陸面數據同化系統(GLDAS)以及兩套再分析數據(ERA-Interim和ERA5)進行了對比,並從水量平衡和能量平衡的角度對模擬偏差進行了歸因分析🚴🏼。
研究表明,青藏高原蒸散發從東南部到西北部遞減,與降水分布規律一致; GLDAS 雖然可以再現年尺度蒸散發👩🦯🧑🏽🎓,但在季節尺度上存在明顯差異;兩個再分析數據集高估季風期的蒸散發🕶,但ERA-Interim在非季風期表現良好;DDM 和CPM在季風期表現優於再分析資料,但在非季風期存在低估(圖1)。無論是年尺度還是季節尺度,與EB相比🧖🏻,其余五組數據集都低估了苔原和冰雪下墊面的蒸散發。歸因分析則表明👴🏼,蒸散發的偏差在季風期主要來自於降水偏差,而非季風期則更多受到地表凈輻射偏差的影響(圖2)。

圖 1 青藏高原2014年六套數據(EB🏗,GLDAS, ERA-Interim, ERA5, DDM及CPM)年平均,季風期及非季風期平均蒸散發(單位☃️: mm/d)

圖 2 (a,b ) 季風期和 (c, d) 非季風期不同下墊面來自於降水和其他因素的蒸散發模擬偏差(單位:mm/d,季風期👳🏼♂️:ERA-Interim - DDM/ CPM; 非季風期: DDM/CPM - ERA-Interim)🏄🏽🧓。 縱坐標是來自於降水的蒸散發模擬偏差🍹,橫坐標是來自其他因素的蒸散發模擬偏差🤸。紅色虛線框表示橫縱坐標各自的一個標準差。
該研究於2021年7月發表於《Water》(該期刊最新SCI分區為Q1),碩士生但婧瑜同學為第一作者。
論文信息:
Dan, J.; Gao, Y.; Zhang, M. Detecting and Attributing Evapotranspiration Deviations Using Dynamical Downscaling and Convection-Permitting Modeling over the Tibetan Plateau. Water 2021, 13, 2096.
論文鏈接🚣🏻♀️:
https://doi.org/10.3390/w13152096