Diagrama esquemático do modelo de terreno CAS-LSM com fluxo lateral de água subterrânea (GLF), uso humano da água (HWR) e frentes de congelamento-descongelamento do solo (FTFs). O principal processo de cálculo no CAS-LSM e seu acoplamento com o GLF, HWR e FTFs:o conteúdo da caixa tracejada preta exibe o processo de cálculo principal no CAS-LSM; os detalhes na caixa tracejada azul mostram como o esquema de FTFs é acoplado ao módulo de temperatura do solo; os detalhes na caixa tracejada laranja mostram como os esquemas de GLF e HWR são acoplados ao módulo de hidrologia do solo. Crédito:XIE ZHENGHUI
Regulação da água humana, o fluxo lateral da água subterrânea e o movimento das frentes de gelo e degelo afetam os processos térmicos e de água, bem como as trocas de energia e água entre a superfície terrestre e a atmosfera. A representação razoável desses processos em modelos de superfície da terra é muito importante para melhorar a compreensão dos processos eco-hidrológicos terrestres e das interações terra-atmosfera.
Recentemente, cientistas do instituto CAS, Xie Zhenghui, Zeng Yujin, Liu Shuang e seus co-autores no LASG / Instituto de Física Atmosférica incorporaram de forma síncrona os esquemas de regulação antropogênica da água, fluxo lateral da água subterrânea e o movimento das frentes de gelo e degelo em um modelo de superfície terrestre, que é então denominado Modelo de Superfície da Terra para a Academia Chinesa de Ciências (CAS-LSM). Enquanto isso, eles conceberam e implementaram os esquemas que descrevem a conversão da resolução do modelo entre o módulo de fluxo de água subterrânea e o modelo de superfície da terra que simulam em paralelo o fluxo de água subterrânea em grande escala e alta resolução e seus impactos.
Simulações usando CAS-LSM foram realizadas para a Bacia do Rio Heihe na China e no globo, respectivamente, investigar os impactos da regulação antropogênica da água e do fluxo lateral da água subterrânea nos processos terrestres e na resposta do solo congelado às mudanças climáticas. Comparado com as observações, CAS-LSM reproduziu as distribuições de água subterrânea, evapotranspiração e permafrost razoavelmente, e combinou bem com as mudanças temporais na temperatura do solo, fluxos de calor e frentes de gelo e degelo do solo. Os resultados mostram que o uso de água aumentou o fluxo de calor latente e reduziu o fluxo de calor sensível, troca de ecossistema líquido e recarga de fluxo para uma região eco-frágil, e a espessura da camada ativa aumentou 8,63 mm / ano para o permafrost na Bacia do Rio Heihe. O fluxo lateral da água subterrânea global modificou significativamente os padrões de equilíbrio do lençol freático no Norte da África, a Península Arábica, Ásia central e sul da Austrália, aprofundar os lençóis freáticos em mais de 6 m. Os resultados sugeriram que o CAS-LSM é uma ferramenta potencial para estudar os processos da superfície da terra.
Validações para evapotranspiração, fluxo de calor, lençóis freáticos, solo congelado e armazenamento total de água. Crédito:XIE ZHENGHUi
