Regulación del agua humana, El flujo lateral del agua subterránea y el movimiento de los frentes de escarcha y deshielo del suelo afectan los procesos hídricos y térmicos, así como los intercambios de energía y agua entre la superficie terrestre y la atmósfera. La representación razonable de estos procesos en los modelos de la superficie terrestre es muy importante para mejorar la comprensión de los procesos ecohidrológicos terrestres y las interacciones tierra-atmósfera.

Recientemente, científicos del instituto CAS, Xie Zhenghui, Zeng Yujin, Liu Shuang y sus coautores en LASG / Instituto de Física Atmosférica incorporaron sincrónicamente los esquemas de regulación antropogénica del agua, flujo lateral de agua subterránea y el movimiento de frentes de escarcha y deshielo del suelo en un modelo de superficie terrestre, que luego se denomina Modelo de superficie terrestre para la Academia de Ciencias de China (CAS-LSM). Mientras tanto, idearon e implementaron los esquemas que describen la conversión de la resolución del modelo entre el módulo de flujo de agua subterránea y el modelo de superficie terrestre simulan en paralelo el flujo de agua subterránea a gran escala y de alta resolución y sus impactos.

Se realizaron simulaciones utilizando CAS-LSM tanto para la cuenca del río Heihe en China como en el mundo, respectivamente, investigar los impactos de la regulación antropogénica del agua y el flujo lateral del agua subterránea en los procesos terrestres y la respuesta del suelo congelado al cambio climático. Comparado con las observaciones, CAS-LSM reprodujo las distribuciones de agua subterránea, evapotranspiración y permafrost razonablemente, y coincidió bien con los cambios temporales en la temperatura del suelo, flujos de calor y frentes de heladas y deshielo del suelo. Los resultados muestran que el uso de agua elevó el flujo de calor latente y redujo el flujo de calor sensible, intercambio neto de ecosistemas y recarga de corrientes fluviales en una región eco-frágil, y el espesor de la capa activa aumentó 8,63 mm / año para el permafrost en la cuenca del río Heihe. El flujo lateral de agua subterránea global modificó significativamente los patrones de equilibrio del nivel freático en el norte de África, la península arábiga, Asia central y sur de Australia, profundizando los niveles freáticos en más de 6 m. Los resultados sugirieron que CAS-LSM es una herramienta potencial para estudiar los procesos de la superficie terrestre.