在地球系统模式中，陆面模式对全球陆气相互作用的模拟能力显著地影响着天气预报和气候预测的准确性。然而，由于模式结构、数据、参数等方面的误差，陆面过程模拟存在很大不确定性，这些不确定性严重制约了陆面模式对陆气相互作用的模拟能力，阻碍了模式的改进和发展。

针对此问题，由GIS应用创新研究团队的王恒博士、刘睿教授、罗仕伟教授与河海大学段青云教授、美国犹他大学霍雪丽研究员展开联合研究，共同研发了一种考虑参数交互作用的陆面模式不确定性量化框架，并以美国中西部干旱、半干旱草地和沙质土壤地区为例，对Noah-MP陆面模式参数不确定性进行了量化研究。结果表明，与原始参数设置相比，对于潜热通量，82%的研究区域面积模拟精度明显提升，对于总初级生产力，57%的研究区域面积模拟精度明显提升，表明新的框架改进了Noah-MP陆面模式模拟效果。该研究为陆面过程模拟提供了一个新的参数UQ框架，显著减小了极端气候条件下陆地碳水通量模拟偏差，为改进陆面模式的模拟预测能力提供重要线索和参考。

图1.潜热通量模拟的空间比较: (a)观测值, (b)默认值, (c)优化值, (d)默认参数下潜热通量的RMSE, 以及(e)优化参数下潜热通量的RMSE.

图2.总初级生产力模拟的空间比较: (a)观测值, (b)默认值, (c)优化值, (d)默认参数下总初级生产力的RMSE, 以及(e)优化参数下总初级生产力的RMSE.

相关研究成果以题为《Uncertainty Quantification for the Noah-MP Land Surface Model: A Case Study in a Grassland and Sandy Soil Region》发表在美国地球物理联合会（American Geophysical Union）的旗舰期刊《Journal of Geophysical Research-Atmospheres》（中科院TOP期刊）。王恒博士为第一作者，重庆师范大学地理信息系统应用研究重庆市高校重点实验室为第一单位。

该成果得到了论文审稿人和编辑的高度评价：“The authors have done a great job. I believe this is a high quality study that makes important contribution to model calibration and parameter optimization.” 该项研究工作得到国家自然科学青年基金（42105171）等支持。

《Journal of Geophysical Research-Atmospheres》是被“自然指数”（Nature index）收录的国际顶尖地球科学类期刊，目前全球范围内纳入“自然指数”的刊物包括了Nature、Science等82种国际顶级期刊，其中地学类仅有7种期刊入选。 Nature Index统计各高校和科研院所在国际上最具影响力的研究型学术期刊上发表论文数量的数据库，是世界各高校和科研院所科研水平及综合实力评估与排名的重要指标之一。

论文链接：（https://doi.org/10.1029/2023JD038556）

                            (撰稿：皇冠集团游戏）