Schematiskt diagram över landmodellen CAS-LSM med grundvatten lateralt flöde (GLF), människans vattenanvändning (HWR) och frysning av jordfrysning (FTF). Den huvudsakliga beräkningsprocessen i CAS-LSM och dess koppling med GLF, HWR och FTF:er:innehållet i den svarta streckade rutan visar huvudberäkningsprocessen i CAS-LSM; detaljerna i den blå streckade rutan visar hur schemat för FTF:er är kopplat till jordtemperaturmodulen; detaljerna i den orange streckade rutan visar hur scheman för GLF och HWR är kopplade till jordhydrologimodulen. Kredit:XIE ZHENGHUI
Mänsklig vattenreglering, grundvattnets laterala flöde och rörelsen av jordfrost och tinfronter påverkar vatten och termiska processer, samt energi- och vattenutbyten mellan markytan och atmosfären. Rimlig representation av dessa processer i landytamodeller är mycket viktig för att förbättra förståelsen av terrestra ekohydrologiska processer och interaktioner mellan land och atmosfär.
Nyligen, forskare från CAS -institutet, Xie Zhenghui, Zeng Yujin, Liu Shuang och deras medförfattare i LASG/Institute of Atmospheric Physics inkorporerade synkront scheman för antropogen vattenreglering, grundvatten lateralt flöde och rörelse av jordfrost och tinfronter till en markytemodell, som sedan heter Land Surface Model for Chinese Academy of Sciences (CAS-LSM). Under tiden, de utarbetade och implementerade scheman som beskriver modellupplösningskonvertering mellan grundvattenflödesmodulen och markytans modell simulerar parallellt det storskaliga och högupplösta grundvattenflödet och dess effekter.
Simuleringar med CAS-LSM genomfördes för både Heihe River Basin i Kina och världen, respektive, att undersöka effekterna av antropogen vattenreglering och lateralt grundvattenflöde på landprocesser och hur frusen jord reagerar på klimatförändringar. Jämfört med observationer, CAS-LSM återgav fördelningarna av grundvatten, evapotranspiration och permafrost rimligen, och väl matchade de tidsmässiga förändringarna i marktemperaturen, värmeflöden och jordfrost och tinfronter. Resultaten visar att vattenanvändning ökade det latenta värmeflödet och minskade det förnuftiga värmeflödet, nettoekosystemutbyte och strömflödesladdning till en eko-bräcklig region, och den aktiva skikttjockleken ökade med 8,63 mm/år för permafrost i Heihe River Basin. Det globala laterala flödet av grundvatten ändrade avsevärt jämviktsvattentabellsmönstren i Nordafrika, den arabiska halvön, Centralasien och södra Australien, fördjupning av grundvattenytan med mer än 6 m. Resultaten tyder på att CAS-LSM är ett potentiellt verktyg för att studera markytans processer.
Valideringar för evapotranspiration, värmeväxling, grundvatten, frusen jord och total vattenlagring. Kredit:XIE ZHENGHUi
