捕捉更精細尺度的地形差異可提高地球系統模型再現觀測結果的能力

用於氣候模擬和預測的地球系統模型 (ESM) 通常使用分辨率為 50-200 公里的網格。這些被認為是相對粗糙的，解決陸地表面變化的能力有限。

為了增強 ESM 模擬小規模陸地表面差異影響的能力，一項新研究引入了一種新的子網格結構。研究人員也使用一些方法來縮小大氣變數的尺度，例如降水和溫度，從大氣網格到早期研究中為能源億兆級地球系統模式（E3SM）陸地模式（ELM）建立的次網格地形單位。

工作是發表在地球系統建模進展雜誌。

對有或沒有新的地表子網格和縮小的大氣變量的 ELM 模擬的分析揭示了它們對降雪的重大影響， 當量和徑流。這些結果在以山地景觀為主且最大降水發生在涼爽季節的地區尤其明顯。

新進展顯著增強了 ELM 再現美國西部雪遙測 (SNOTEL) 站點雪水噹量（即雪中液態水量）測量觀測結果的能力。

透過提高 ELM 在美國西部 83% 的 SNOTEL 站點重現觀測到的雪水噹量的能力，這項研究推動了新方法的納入E3SM 中用於了解區域和全球水循環及其未來變化的功能。這反過來又可以為更有效的水管理計劃和行動提供基礎。

使用毗鄰的（即連續的）美國（CONUS）作為模擬地表過程的新發展的影響進行了評估。採用新開發的 ELM 模擬通常會產生更多的降雪量、雪水噹量和美國本土徑流。人們發現，新發展的影響在以高海拔景觀為主的地區和涼爽季節降水量最大的地區更大。

新進展也提高了 ELM 再現 SNOTEL 站點觀測到的雪水噹量的能力，有助於整體提高模型的預測精度。這項研究的結果對模擬水流和水資源管理具有重要意義，這兩者都受到山區水文過程的強烈影響。

更多資訊：Teklu K. Tesfa 等人，基於地形的子網格方案和大氣強迫的降尺度對美國本土地表過程建模的影響，地球系統建模進展雜誌（2024）。DOI：10.1029/2023MS004064