科研進展

JAMES: 陆面模式新功能:评估调水灌溉与城市规划效应、监测河流水环境

  跨流域調水、幹旱區河流輸水、城市規劃實施、灌溉與農業施肥、點源汙染排放這些與生産生活密切相關的人類活動,影響陸地碳氮水循環過程及河流水生生態系統。不合理的人類活動導致水資源短缺與生態環境破壞,包含地下水側向流動、土壤凍融界面變化的這些過程改變陸氣能量平衡、水分收支,影響天氣氣候與環境。因此,迫切需要在陸面生態水文模擬中合理表示這些過程和人類活動的作用。

  近日,中科院大氣物理研究所LASG國家重點實驗室謝正輝研究員、王龍歡博士及其合作者研發了包含地下水側向流、土壤凍融界面變化、河流氮輸送、城市規劃作用的陸面過程模式CAS-LSM,用于評估調水灌溉與城市規劃實施效應、監測河流水環境。

  新研發的模式系統可應用于幹旱區內陸河流域模擬,定量評估河流輸水的生態水文效應;結合流域模擬與氣候系統模式,實現監測河流水環境特別是氮磷輸送的變化;與氣候模擬結合,實現包含南水北調大型輸水工程以及城市規劃實施的天氣與氣候效應的定量評估。

  此项研究成果为海-陆-气耦合模拟提供了重要的陆面模式平台,发表于《Journal of Advances in Modeling Earth Systems》等杂志,收录在“中國科學院气候与地球系统模式(CAS-FGOALS与CAS-ESM)及其应用”的JAMES,JGR联合专刊。

  參考文獻:

  1)Zhenghui Xie, Longhuan Wang, Yan Wang, Bin Liu, Ruichao Li, Jinbo Xie, Yujin Zeng, Shuang Liu, Junqiang Gao, Si Chen, Binghao Jia, Peihua Qin, Land surface model CAS‐LSM: Model description and evaluation, Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 2020, 12, e2020MS002339. https://doi.org/10.1029/2020MS002339.

  2)Longhuan Wang, Zhenghui Xie, Jinbo Xie, Yujin Zeng, Shuang Liu, Binghao Jia, Peihua Qin, Lijuan Li, Bin Wang, Yongqiang Yu, Li Dong, Yan Wang, Ruichao Li, Bin Liu, Si Chen. Implementation of groundwater lateral flow and human water regulation in CAS-FGOALS-g3. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2020, 125, e2019JD032289. https://doi.org/10.1029/2019JD032289

图1 包含河流无机氮输送、土壤冻融界面变化、人类取用水、地下水侧向流及城市规划作用的陆面模式CAS-LSM耦合示意图。

 
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