高原气象

作者：杨柳依依,文莉娟,王梦晓,苏东生,董靖玮

单位：1. 中国科学院西北生态环境资源研究院 青海湖综合观测研究站，甘肃 兰州 730000 ","2. 中国科学院大学，北京 100049 ","3. 成都信息工程大学大气科学学院，四川 成都 610225

关键词：青藏高原,湖冰,ERA5-Land,FLake模式,参数优化

基金：国家自然科学基金项目(42275044),中国科学院“西部之光”项目(E129030101),甘肃省自然科学基金项目(22JR5RA073)

青藏高原上湖泊众多， 其中大多数被季节性湖冰覆盖。湖冰对气候变化响应敏感， 其生消过程会显著改变湖-气交换通量。而现有的高原湖冰长时间观测数据较少， 需要利用湖冰再分析资料进行研究。但目前对ERA5-Land湖冰资料在高原的适用性及改进方法还不甚清楚。因此， 本文首先利用2010 -2022年青海湖和鄂陵湖的湖冰观测数据， 评估了ERA5-Land再分析资料对青藏高原典型湖泊湖冰特征的模拟能力。结果表明： ERA5-Land资料对青海湖和鄂陵湖的冰厚平均高估0.54~0.62 m， 对封冻期天数高估约68 d·a-1。其次对再分析湖冰数据误差来源进行分析， 通过对比ERA5-Land和鄂陵湖观测资料及其各自驱动模式的模拟结果， 得出误差主要来源于输出ERA5-Land湖冰数据的FLake一维湖泊模式。最后基于2010 -2022年青海湖和鄂陵湖的MCD43A3地表反照率产品， 利用其多年平均反照率和动态日均反照率改进了FLake模型， 模拟冰厚平均偏差可分别减小85%和90%， 封冻期天数的模拟偏差减小了约6 d·a-1和8 d·a-1。两种方法均可以改进FLake模型对湖冰的模拟效果， 特别是对积雪覆盖时间较长的湖泊， 动态反照率方法改进效果更明显。本研究揭示了ERA5-Land湖冰特征的主要误差来源为FLake模式中的湖冰反照率， 并对该参数进行了改进， 提高了模型对湖冰的模拟效果， 可为提高ERA5-Land再分析湖冰数据在青藏高原典型湖泊的模拟精度提供参考。

来源：2024年第5期

《高原气象》期刊编辑部

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