气候模式与氢氧稳定同位素技术是当前水循环过程研究的两种主要方法,系统梳理与比较二者的优势、局限性及耦合潜力,以期为水循环变化的定量研究提供方法学思路。气候模式能够连续模拟和预测不同时间与空间尺度上的水循环过程,并通过数值试验区分气候变化与人类活动引起的水文气象和生态水文效应,但对地下水流动、地表—地下水交互以及冰雪—大气相互作用等关键过程的表征仍存在不足,参数化方案和模拟结果也具有较大不确定性。氢氧稳定同位素技术可利用不同水体的同位素组成及分馏特征,识别水分来源、运移路径和转化关系,为水循环过程诊断、模式校准及误差约束提供独立信息,但受观测站点不足、采样代表性、分馏机制复杂及尺度外推困难等因素限制。研究发现,两种方法具有显著的优势互补性,其有效耦合能够提升水循环过程的定量解析和模拟预测能力,但仍面临诸多瓶颈,未来应以观测加密为基础、机制认知为驱动、模式标准化为支撑、同化约束为保障、智能融合为突破,系统推进该领域深化发展。
中图分类号:
| [1] |
王冰笛, 李清泉, 沈新勇, 董李丽, 汪方, 王涛, 梁信忠. 区域气候模式CWRF对东亚冬季风气候特征的模拟[J]. 地球科学进展, 2020, 35(3): 319-330. |
| [2] |
刘冠州, 梁信忠. 新一代区域气候模式(CWRF)国内应用进展[J]. 地球科学进展, 2017, 32(7): 781-787. |
| [3] |
熊喆. 不同积云对流参数化方案对黑河流域降水模拟的影响[J]. 地球科学进展, 2014, 29(5): 590-597. |
| [4] |
陈洪萍, 贾根锁, 冯锦明, 董燕生. 气候模式中关键陆面植被参量遥感估算的研究进展[J]. 地球科学进展, 2014, 29(1): 56-67. |
| [5] |
谢永坤, 刘玉芝, 黄建平, 王国印. 雪冰反馈对北半球经向温度梯度的影响[J]. 地球科学进展, 2013, 28(11): 1276-1282. |
| [6] |
王连喜, 刘静, 李琪, 钱蕊. 气候变化对宁夏水稻的影响及适应性研究[J]. 地球科学进展, 2013, 28(11): 1248-1256. |
| [7] |
王林,陈文. 误差订正空间分解法在中国的应用[J]. 地球科学进展, 2013, 28(10): 1144-1153. |
| [8] |
杨清华,张占海,刘骥平,吴辉碇,张林. 海冰反照率参数化方案的研究回顾[J]. 地球科学进展, 2010, 25(1): 14-21. |
| [9] |
王澄海,吴永萍,崔 洋. CMIP研究计划的进展及其在中国地区的检验和应用前景[J]. 地球科学进展, 2009, 24(5): 461-468. |
| [10] |
李伟平,刘新,聂肃平,郭晓寅,史学丽. 气候模式中积雪覆盖率参数化方案的对比研究[J]. 地球科学进展, 2009, 24(5): 512-522. |
| [11] |
张雪芹,彭莉莉,林朝晖. 未来不同排放情景下气候变化预估研究进展[J]. 地球科学进展, 2008, 23(2): 174-185. |
| [12] |
黄安宁,张耀存,朱坚. 物理过程参数化方案对中国夏季降水日变化模拟的影响[J]. 地球科学进展, 2008, 23(11): 1174-1184. |
| [13] |
范丽军;符淙斌;陈德亮;. 统计降尺度法对未来区域气候变化情景预估的研究进展[J]. 地球科学进展, 2005, 20(3): 320-329. |
| [14] |
汪方;丁一汇. 气候模式中云辐射反馈过程机理的评述[J]. 地球科学进展, 2005, 20(2): 207-215. |
| [15] |
罗勇,王绍武,党鸿雁,赵宗慈. 近20年来气候模式的发展与模式比较计划[J]. 地球科学进展, 2002, 17(3): 372-377. |