捕获更精细尺度的地形差异可提高地球系统模型再现观测结果的能力

用于气候模拟和预测的地球系统模型 (ESM) 通常使用分辨率为 50-200 公里的网格。这些被认为是相对粗糙的，解决陆地表面变化的能力有限。

为了增强 ESM 模拟小规模陆地表面差异影响的能力，一项新研究引入了一种新的子网格结构。研究人员还使用一些方法来缩小大气变量的尺度，例如降水和温度，从大气网格到早期研究中为能源亿兆级地球系统模型（E3SM）陆地模型（ELM）建立的次网格地形单位。

工作是发表在地球系统建模进展杂志。

对有或没有新的地表子网格和缩小的大气变量的 ELM 模拟的分析揭示了它们对降雪的重大影响， 当量和径流。这些结果在以山地景观为主且最大降水发生在凉爽季节的地区尤其明显。

新进展显着增强了 ELM 再现美国西部雪遥测 (SNOTEL) 站点雪水当量（即雪中液态水量）测量观测结果的能力。

通过提高 ELM 在美国西部 83% 的 SNOTEL 站点重现观测到的雪水当量的能力，这项研究推动了新方法的纳入E3SM 中用于了解区域和全球水循环及其未来变化的功能。这反过来又可以为更有效的水管理计划和行动提供基础。

使用毗邻的（即连续的）美国（CONUS）作为模拟地表过程的新发展的影响进行了评估。采用新开发的 ELM 模拟通常会产生更多的降雪量、雪水当量和美国本土径流。人们发现，新发展的影响在以高海拔景观为主的地区和凉爽季节降水量最大的地区更大。

新进展还提高了 ELM 再现 SNOTEL 站点观测到的雪水当量的能力，有助于整体提高模型的预测精度。这项研究的结果对模拟水流和水资源管理具有重要意义，这两者都受到山区水文过程的强烈影响。

更多信息：Teklu K. Tesfa 等人，基于地形的子网格方案和大气强迫的降尺度对美国本土地表过程建模的影响，地球系统建模进展杂志（2024）。DOI：10.1029/2023MS004064