Empfindlichkeit von Schneesimulationen gegenüber verschiedenen atmosphärischen Zwangsdaten in dem Landoberflächenmodell CAS‐LSM

Zusammenfassung Die Qualität von Schneesimulationen in Landoberflächenmodellen (LSMs) hängt größtenteils von der Genauigkeit der atmosphärischen Zwangsdaten ab, insbesondere von Niederschlag und Lufttemperatur. Um die Empfindlichkeiten der Schneesimulationen gegenüber atmosphärischen Zwang zu untersuchen, wurden historische Simulationen von 1981–2010 mit dem Landoberflächenmodell der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS‐LSM) unter Verwendung von vier atmosphärischen Zwangsdaten durchgeführt: dem dritten Global Soil Wetness Projects (GSWP3), den Water and Global Change (WATCH) Forcing Data (WFD/WFDEI), dem Climate Research Unit ‐ National Centers for Environmental Prediction (CRU‐NCEP) und Princeton. Ein Empfindlichkeitsindex ( Ψ ) wird verwendet, um die Empfindlichkeit des simulierten Schneedeckungsanteils (SCF), des Schneewasseräquivalents (SWE) und der Schneetiefe (SDP) gegenüber den Unsicherheiten in den Zwangsdaten zu quantifizieren. Durch den Vergleich der simulierten Ergebnisse mit satellitengestützten Produkten und In-situ-Beobachtungen stellen wir fest, dass CAS‐LSM im Allgemeinen die räumlichen und saisonalen Variationen von SCF, SWE und SDP erfasst hat. Die Simulation basierend auf GSWP3 lieferte sinnvollere Schätzungen als die anderen drei Simulationen, insbesondere für SCF und SDP. Die Empfindlichkeitsanalyse deutete darauf hin, dass SWE und SDP am stärksten unter den Unsicherheiten in den atmosphärischen Zwangsdaten litten. Die Empfindlichkeiten von SCF, SWE und SDP gegenüber Unsicherheiten im Niederschlag hatten verschiedene saisonale Zyklen, abhängig vom Klimaregime. Die höchste Empfindlichkeit in borealen Klimazonen trat von Januar bis März auf, während in warmgemäßigten Klimazonen die höchste Empfindlichkeit von April bis Juni bestand. Im Durchschnitt wurde die stärkste Niederschlagsempfindlichkeit in gemäßigten Klimazonen mit kalten, trockenen Wintern festgestellt. Die Empfindlichkeiten gegenüber Unsicherheiten in der Lufttemperatur zeigten ähnliche Muster; jedoch war die Empfindlichkeit gegenüber der Lufttemperatur im Allgemeinen dominant gegenüber der Niederschlagsempfindlichkeit in borealen Klimazonen, während in warmgemäßigten Klimazonen beide hoch waren.