在全球气候变化背景下，积雪和冻土的变化对于全球、区域水循环都具有明显影响。同时，由于积雪和冻土大多分布于高寒区域，地形条件复杂，大范围密集观测困难，因此，开发包含积雪-冻土模块的陆面模式对于开展寒区陆面水文过程的模拟和预测研究十分必要。日前，中科院青藏高原地球科学卓越创新中心王磊及其团队经过长期积累，开发了耦合积雪和冻土耦合物理过程的陆面模式。相关成果发布于国际期刊《水利资源研究》。

据介绍，这种新的陆面模式耦合了基于能量平衡的三层积雪方案以及冻土参数化方案，并且以焓代替积雪/土壤温度作为新的预测变量，可以避免引入溶解潜热、保证计算的稳定性。在青藏高原的两个典型站点，科研人员还对积雪和冻土物理过程进行了验证，一个为积雪较多的黑河上游大冬树垭口站（用于验证三层积雪模块）和积雪很少的西藏阿里站（用于验证冻土模块）。

此外，改进的陆面模式还成功模拟了土壤水分的倒吸现象，即在土壤水冻结瞬间、产生的土壤吸力使得下层的未冻水向上（即向冻结锋面）运动。因此，该模型可合理刻画入冬期土壤水分由下层未冻层向上层冻结锋面运移的现象。