科研进展

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

  跨流域调水、干旱区河流输水、城市规划实施、灌溉与农业施肥、点源污染排放这些与生产生活密切相关的人类活动,影响陆地碳氮水循环过程及河流水生生态系统。不合理的人类活动导致水资源短缺与生态环境破坏,包含地下水侧向流动、土壤冻融界面变化的这些过程改变陆气能量平衡、水分收支,影响天气气候与环境。因此,迫切需要在陆面生态水文模拟中合理表示这些过程和人类活动的作用。

  近日,中科院大气物理研究所LASG国家重点实验室谢正辉研究员、王龙欢博士及其合作者研发了包含地下水侧向流、土壤冻融界面变化、河流氮输送、城市规划作用的陆面过程模式CAS-LSM,用于评估调水灌溉与城市规划实施效应、监测河流水环境。

  新研发的模式系统可应用于干旱区内陆河流域模拟,定量评估河流输水的生态水文效应;结合流域模拟与气候系统模式,实现监测河流水环境特别是氮磷输送的变化;与气候模拟结合,实现包含南水北调大型输水工程以及城市规划实施的天气与气候效应的定量评估。

  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“中国科学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。

  参考文献:

  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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