近日，南方科技大学环境科学与工程学院副教授曾振中课题组以“Sub‐Grid Representation of Vegetation Cover in Land Surface Schemes Improves the Modeling of How Climate Responds to Deforestation”为题，在地球物理学领域的国际学术期刊Geophysical Research Letters上发表论文。研究完成了区域气候模式WRF中CLM陆面方案的次网格植被功能激活工作，并深入探讨了其对模拟毁林气候反馈的重要作用。

近年来，全球毁林事件不断加剧并越来越破碎化，但目前气候模型受限于计算资源，空间分辨率仍有限制。因此，气候模型中植被次网格的表征对理解毁林对气候的反馈具有关键作用。CLM（Community Land Model）是目前主流的陆面模型，原始模块耦合于CESM（Community Earth System Model）中，它具备功能完善的土地利用/植被次网格表征功能，并且也提供了WRF（Weather Research and Forecast Model）区域气候模型的耦合方案。

由于模型耦合过程中的失误，原有的植被次网格功能并没有得到有效表征，处于失效状态。在过去一段时间中，WRF-CLM实际表征的是模型网格中的主导植被类型（N=1，Fraction=100%），表现为与WRF-Noah和WRF-Noah-MP的网格主导植被类型策略一样的功能，这种主导植被类型的策略使模型只能捕捉模型分辨率下主导土地利用/植被覆盖变化的气候效应（如图1a所示），不能表征次网格尺度下植被占比变化的气候效应。

图1.主导植被和次网格植被方法对比及WRF-CLM修正

文章对WRF-CLM的底层代码进行了修正，最后实现了WRF-CLM植被次网格功能的激活（如图1b所示）。修正后的WRF-CLM（CLM-tiling）具有了表征网格内4种次网格植被（N=4）及其占比的功能，在N=4的表征下能基本还原实际毁林事件导致的植被覆盖变化（图1b）。植被次网格表征功能的修正使模型能更合理地还原现实毁林对气候的反馈（图1a，CLM-tiling）。

文章进一步对比了CLM-tiling、CLM-default、Noah-mosaic和Noah-MP四种陆面方案对东南亚毁林气候效应的模拟，对该领域相关研究具有参考意义。CLM-tiling对比CLM-default改进明显，能够很好地捕捉次网格毁林的气候响应（图2e、2f），尤其对泰国东北部和老挝区域毁林气候效应进行了修正还原。对比具有次网格功能的Noah-mosaic，CLM-tiling具有明显的改进，包括正文中对历史气候还原的改进，以及图2表现出更好的毁林气候关系。

图2.不同陆面方案模拟蒸散发对毁林强度的敏感性 

南方科技大学2023级环境科学与工程学院博士研究生覃颖祚为论文第一作者，副教授曾振中、研究助理教授王大山为论文通讯作者，南方科技大学为第一论文单位。论文合作者包括中山大学土木工程学院副教授蔡锡填、本科生曹耶尔，南方科技大学2021级生物系硕士研究生梁时婧，阿卜杜拉国王科技大学物理科学与工程系助理教授Hylke E. Beck。

论文链接： https://doi.org/10.1029/2023gl104164

供稿：环境科学与工程学院

通讯员：晏梓添

主图：张为创

编辑：曾昱雯