Sensibilidade das simulações do balanço hídrico atmosférico-terrestre à representação do solo: Simulações acopladas WRF-Hydro com permissão de convecção para a África Austral

Modelos regionais de clima e meteorologia desempenham um papel crucial na compreensão e representação do ciclo hídrico regional, no entanto, a precisão dos dados do solo afeta significativamente sua confiabilidade. Neste estudo, empregamos o sistema de Modelagem Hidrológica Acoplada de Pesquisa e Previsão do Tempo (WRF-Hydro) para avaliar como as propriedades hidrofísicas do solo influenciam o acoplamento terrestre-atmosfera e o ciclo da água na região da África Austral. Utilizamos quatro conjuntos de dados globais de solo amplamente utilizados, incluindo dados de solo padrão do modelo da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura, e conjuntos de dados alternativos do Banco de Dados Mundial de Solo Harmonizado, do Conjunto de Dados Global de Solo para Modelos do Sistema da Terra, e do sistema de informações sobre solo global em grade SoilGrids. Ao conduzir simulações acopladas WRF-Hydro com o modelo de superfície terrestre Noah-MP usando cada um dos conjuntos de dados de solo mencionados, nossa análise de referência revela diferenças substanciais nas propriedades hidrofísicas do solo e seu impacto significativo no ciclo hídrico regional simulado durante o verão austral. Alterações nos conjuntos de dados do solo levam a variações espaciais e temporais nos fluxos de água e energia da superfície, o que, por sua vez, influencia profundamente a estrutura termodinâmica atmosférica. A redução da capacidade de retenção de água do solo leva a uma subsequente diminuição na umidade do solo e na energia latente, resultando em diminuições significativas na energia potencial disponível convectiva e na inibição convectiva, sinalizando possíveis efeitos nas distribuições de precipitação. Em regiões áridas do interior da África Austral, deslocamentos em direção a condições de superfície mais secas e quentes devido a discrepâncias nos dados do solo são encontrados para aumentar a convergência de umidade atmosférica, sugerindo um possível feedback negativo localizado da umidade do solo sobre a precipitação. No geral, os resultados para a África Austral indicam que discrepâncias nos dados do solo exercem um impacto mais pronunciado nos campos terrestres em sub-regiões secas e nos campos atmosféricos em sub-regiões temperadas, destacando as amplas incertezas no ciclo hídrico regional reproduzido dentro do modelo.