地表反照率表征地面对太阳辐射的吸收和反射能力，是地表能量平衡的关键参数。青藏高原冬春季降雪频繁，地表反照率在降雪和随后的积雪演变过程中剧烈变化，对地表能量平衡和水循环有很大影响。目前广泛使用的Noah陆面过程模式由于缺乏对地表反照率方案考虑，导致模式在青藏高原地区出现较大的气象要素模拟偏差。随着卫星遥感反照率反演精度提高，利用卫星遥感反照率数据如何改进模式反照率参数化方案？该方案在青藏高原降雪过程中有怎样的应用潜力？类似关键科学问题亟待作答。
针对上述问题，中科院青藏高原研究所地气作用与气候效应团队利用卫星遥感反演的反照率数据，综合考虑雪深和雪龄对反照率的影响，对Noah陆面过程模式中地表反照率方案进行青藏高原本地优化，对比分析了WRF/Noah采用改进反照率方案的模拟结果与WRF/Noah和WRF/CLM采用默认反照率方案的模拟结果。
研究人员发现，模式采用改进的反照率方案显著降低青藏高原反照率的高估，显著提高模拟反照率与卫星反演反照率之间的相关性，改善了气温模拟的冷偏差，更准确模拟出强降雪的空间分布特征，并突破了Noah默认的反照率方案影响因子的局限性，为进一步改进反照率参数化方案提供参考，也为卫星遥感数据产品在数值模拟中的应用提供新视角。
该研究成果近日以“Improved Parameterization of Snow Albedo in WRF + Noah: Methodology Based on a Severe Snow Event on the Tibetan Plateau”为题，在《Advances in Atmospheric Sciences》上发表，我所博士后刘莲为第一作者、马耀明研究员为通讯作者。该研究获得了中国科学院战略性科技先导专项（XDA20060101）、第二次青藏高原综合科学考察研究专项（2019QZKK0103）和国家自然科学基金项目（91837208、91637312、41830650、91737205）等联合资助。
图1 WRF模拟气温的均方根误差（RMSE）、相关系数（CC）和平均绝对偏差（MAD）（EXP1：WRF/Noah采用默认方案；EXP2：WRF/Noah采用站点观测雪深改进的方案；EXP3：WRF/Noah采用区域模拟雪深改进的方案；EXP4：WRF/CLM）
图2 雪水当量模拟结果（a：EXP1；b：EXP2；c：EXP3；d：EXP4）
图3 地表参数（地表反照率、地表类型和植被覆盖度）影响气温、反照率和降雪量的流程图
