杨传国

中国科学院大气物理研究所 ICCES河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室

2006-08

Application of a coupled land surface model and hydrologic model for large scale basins

2006 ECCE Summer School

Contents

Models and methods Application Summary

Land Surface Model

LSX ( Land Surface Transfer Model, Pollard and Thompson, 1995 ) ， 是全球环流模式 GENESIS (Global ENvironmental and Ecological Simulation of Interactive Systems, Bonan et.al, 1992; Pollard and Thompson, 1994 ) 中的陆面模块。

LSX 借鉴了早期的 BATS (Dickinson et.al., 1986) 和 SiB (Sellers et.al., 1986) 模式，在复杂程度上介于二者之间。每个网格点的植被分作林木层和草丛层两层，土壤从地表到 4.25m 深不等距地分为六层。

Models & methods

Hydrologic Model

HMS (Hydrologic Model System, Zhongbo Yu et al., 1999) grid-based, physically based especially designed for linked meteorological and climatic simula

tion with MM5. 目前， HMS 已应用于与 MM5 连接耦合（小尺度），并

通过陆面模式（如 LSX ）和 GCM 耦合（大尺度）。已成功应用于北美地区不同流域的水文、气候等方面的模拟应用中。 ( Z. Yu et al.,1998, 1999, 2002, 2003, Journal of Hydrology, Journal of Global and Planetary Change, Water Resources Research, et al.)

North America -> Asia/China

Models & methods

HMS 包括四个子模块： 土 壤 水 模 块 ( Soil Hydrologic Model, SHM ) 地 表 水 模 块 ( Terrestrial Hydrologic Model, THM ) 地 下 水 模 块 ( Groundwater Hydrologic Model, GHM ) 河湖－地下水模块 ( Channel Groundwater Interaction Model, CGI

)

Models & methods

Structure of Coupled Model

(Z. Yu et al.)

Models & methods

Application

黄河流域 NCEP/NCAR reanalyzed meteorologic data

检验目前再分析气候数据库的精度； 验证大尺度模型耦合的可行性。

1980-1993

Application

兰州

Results show that streamflow simulated is in consistence with the observed in dry seasons, while a higher hydrograph exits in wet seasons, because of NCEP/NCAR precipitation data in the basin besides uncertainty of model structure and parameters.

兰州站逐日流量模拟比较图

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

1980- 1- 1 1981- 1- 1 1982- 1- 1 1983- 1- 1 1984- 1- 1 1985- 1- 1 1986- 1- 1day

m3/s

实测 模拟

Application

研究区内 NCEP/NCAR降水数据偏差（ 1980年）

1980逐月降水量比较

-20020

406080100

120140160

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

month

mm

NCEP SI TE di ff .

Application

黄土高原多年平均降水量 478mm。

~％

Water level decreased from 0.2m to 10m in the experiment period at most Loess Plateau areas, and no obvious fluctuation happens at the other areas.

黄河流域 90年代初与 80年代初相比的地下水位变化

Application

黄土高原地下水埋深多在 40~100m。

Summary

耦合系统适用于中国大尺度流域；

NCEP 再分析降水数据具有一定的水文模拟适用性。

ychg@mail,iap.ac.cn

Thanks！

感谢 林朝晖、余钟波、郝振纯 教授 /研究员！