《表1 常用陆面模式的产汇流方案对比Tab.1 Comparison of parameterization schemes of runoff generation and river routin

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《陆面水文—气候耦合模拟研究进展》

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鉴于水文—气候双向反馈的重要性，一些研究者通过将水文模型中关于产流、下渗、蒸发等算法直接移植到陆面模式内以改善陆面模式的水文过程，尝试水文—气候双向耦合模拟。例如，Habets等将陆面模式ISBA（Interactions between Soil，Biosphere and Atmosphere）与一个大尺度水文模型耦合，更新了模式的产汇流方案，结果表明耦合模型在模拟日径流方面有所改善[19]；Seuffert等将一个基于TOPMODEL机制的陆面水文模型TOPLATS（TOPMODEL-based Land Surface-Atmosphere Transfer Scheme）与中尺度天气模式Lokal Model实现耦合，模拟结果表明耦合模型在模拟能量通量与雨量方面有所改善，但在模拟边界层结构方面仍存在一定偏差[20]；Zeng等将水文模型VXM（combination of the VIC and Xinanjiang Models）关于产流计算的算法代替陆面模型BATS（Biosphere-Atmosphere Transfer Scheme）的径流部分，改善了BATS对下渗、产流过程的模拟[21]。这些研究由于仅改动替换陆面模式内某一过程的算法，因而可能导致气候模式系统的不协调，在改善径流模拟的同时极易引起其他气候要素模拟效果变差。针对上述问题，一些研究者通过替换或改进气候模式内的整体陆地水文模块，以改进气候模式对水文过程的模拟。与单纯修改某一方案算法相比，整体改进水文模块能够增强系统的稳定性。例如，Chen等基于MM5（the fifth-generation mesoscale model）大气模式，一个自主设计的陆面水文模型与一个融雪模型，建立了一个适用于幼发拉底—底格里斯两河流域的区域水文气候模式Reg HCM-TE（Regional Hydroclimate Model for the Tigris-Euphrates），结果表明该模式能够较好地模拟区域降水与年径流[22-23]。另外，还有一些研究将地下水模型替换到陆面模式以研究地下水[24-25]和基流[26]的变化。然而，随着陆面模式内水文过程的不断改进，针对气候模拟的大尺度陆面水文参数化方案不断涌现，这些以水文模型算法代替气候模式方案的研究热度逐渐降低[27-28]。