丁娜娜 胡召玲 张学珍

1 中国科学院地理科学与资源研究所，中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室，北京 100101

2 江苏师范大学，江苏徐州 221116

3 中国科学院大学，北京 100049

1 引言

下垫面是气候系统的重要组成部分，为大气提供能量、水分、气溶胶/沙尘，同时通过动力摩擦改变近地层的风速、风向与湍流，并通过生物地球化学过程影响大气的C、N等元素组成。陆地约占地球总面积的1/3，是下垫面的重要组成部分，发生于陆面的辐射收支、能量分配、动力摩擦、碳源汇等过程可显著影响天气和气候，具有重要的气象学意义（Bonan and Doney,2018; Forzieri et al.,2020）。作为陆面过程的重要组成部分，土壤水文过程对近地层大气温度和湿度的影响备受关注，因为土壤的蒸发、入渗过程是地表水量平衡和能量平衡的重要组成部分，是气候变化与水文水循环耦合的关键过程，同时土壤水分又深受人为灌溉活动的调控，成为链接人类活动与天气、气候的重要纽带。大量研究指出包括灌溉、蒸发在内的土壤水文过程对区域天气、气候具有极为重要的影响（Yang et al.,2017; Zhang et al.,2017）。土壤水文过程的精度成为影响陆面模型乃至气候系统模式模拟精度的重要因素（Ficklin et al.,2012; Bierkens,2015; Huang et al.,2019）。

WRF（Weather Research and Forecasting）模式是美国国家大气科学研究中心（NCAR）联合多个机构共同研制的新一代中尺度气象模式，其高等研究版（Advanced Research WRF）被广泛应用于天气和气候模拟研究（高笃鸣等,2016; Zhang et al.,2017; Qiu et al.,2017; 许鲁君等,2018; Pithani et al.,2020）。尽管WRF模式保持了较高的更新频率，并且每次更新均不同程度的完善物理过程参数化方案，但是直到最新的4.0版本，其内嵌的主要陆面模型，如Noah、Noah-MP仍缺失农田灌溉过程，造成WRF对灌溉农业区的模拟误差较大。……