被誉为地球“第三极”的青藏高原，是地球系统各圈层（大气圈、水圈、岩石圈、冰冻圈和生物圈等）相互作用最为强烈的地区之一，也是近几十年来全球变化研究的热点地区之一。由于观测条件的限制，高原上观测站点稀少，台站分布不均匀，总是不能满足气候变化的研究需求。气候模式尤其是高分辨率的区域气候模式越来越多地被用于气候变化的研究中。尽管区域气候模式已经帮助我们提升了对青藏高原陆-气相互作用、复杂大气过程的认识水平，但是大多数的研究表明在区域气候模式模拟结果中存在比较多的误差。陆面过程对气候有直接的影响，亦受气候变化的影响，并通过下垫面状况的变化与大气进行着频繁而又复杂的能水交换，从而显著地影响着天气、气候。陆面过程方案是数值天气预报、区域气候模式以及全球环流模式的重要组成部分，陆面模式对陆面过程描述的准确性直接影响了气候模式的模拟效果。本文通过比较研究区域气候模式中不同的陆面过程方案对青藏高原气候、尤其是夏季降水模拟的影响，确定适用于高原气候模拟的陆面过程方案，进而改进该陆面过程方案中的土壤冻融过程水热参数化方案，并且将改进的陆面过程方案耦合到区域气候模式RegCM4中，比较分析改进陆面过程方案前后对高原气候模拟的影响及作用机制。这对于优化陆面物理过程的描述、提高高原地区气候模拟的可靠性等方面起到重要的作用。　　首先，利用两个区域气候模式（RegCM3和RegCM4）中陆面过程方案(BATS和CLM3.5)，通过设置相同的模拟范围、初始和侧边界条件(ERA40)、空间分辨率(30km)和积云对流参数化方案(Grell)，进行了三组青藏高原气候模拟对比试验（RegCM3_BATS、RegCM4_BATS和RegCM4_CLM），通过与CN05气温和降水格点观测资料对比，研究不同的陆面过程方案对高原气候模拟的影响。发现三组模拟结果与观测的高原气温的空间分布模态一致，但均比观测值偏低，分别偏低1.22℃、2.11℃和1.32℃。三个模式可以大致捕捉到高原降水的空间分布模态，但对降水的模拟均偏高，RegCM3_BATS、RegCM4_BATS和RegCM4_CLM分别高估43.2％、49.8％和18.4％。由于受陆面参数化方案的影响，三个模式模拟的能水循环要素存在很大的差异，进而通过陆-气之间的相互作用影响了区域气候模式对气温和降水的模拟结果，由此可说明高原气候模拟对区域气候模式中不同的陆面过程方案比较敏感。总体而言，RegCM4_CLM能够模拟出暖干的地表和较好的年平均气温和降水的空间分布模态。　　然后，进一步分析了区域气候模式RegCM4中两个陆面过程方案(BATS和CLM3.5)对高原夏季降水、尤其是对对流降水模拟的影响，结果表明CLM方案模拟的月降水量更加接近观测值，比观测值略偏小，BATS方案模拟的月降水比观测值偏大。相比较观测资料，BATS和CLM方案均高估了高原北部的降水，低估了高原南部的降水。但是，由于陆面模式CLM对陆面过程的描述比较详细，从而使CLM方案明显降低了BATS方案高估的降水范围和量值。对于10年高原夏季平均而言，BATS方案和CLM方案模拟的降水分别比观测值偏高34.7％和偏低24.7％。BATS方案因模拟出较大的蒸散发和热力作用，引起了大气环流模态的改变，加之其模拟的对流层中低层暖湿而高层(～150hPa)冷干，这些特征很可能会增加湿度对流不稳定性，进而导致夏季降水的明显高估。　　根据上述研究的结果，本论文利用Johansen和Luo的土壤热传导率方案和Niu的地下水模型（JN方案和LN方案）修改了通用陆面模式CLM3.5中的土壤水热参数化方案（Farouki方案）。利用高原中部那么切气象站的大气强迫和观测资料比较研究了这三种方案对高原中部陆面过程的模拟效果。研究发现三种方案均低估了向上短波辐射和净辐射，高估了向上长波辐射，修改后的方案模拟的辐射分量与观测值比较接近。三种方案模拟的土壤平均温度均高于观测值，修改后的方案，尤其是LN方案的模拟结果较好。三种方案模拟的消融（冻结）日数偏多（少）。观测的冻结和消融过程都是自上而下进行的，而Farouki和LN方案模拟的消融过程是从地表到大约160cm深处几乎是同时进行的。三个方案中土壤导热率的差别随着土壤深度的增加而增大。Farouki的土壤导热率值在整个模拟期是最大的，JN方案最小。Farouki方案对100cm以下土壤体积含水量的模拟偏大，考虑了土壤柱和其下的蓄水层的水交换后，JN方案、尤其是LN方案模拟的土壤体积含水量略高于观测值，但更加接近观测值。　　最后，将改进了土壤水热参数化方案（JN方案）的陆面过程模式CLM3.5耦合到区域气候模式RegCM4中，对高原气候进行了高分辨率(15km)、长时间尺度（1995-2012年）的模拟，对比分析了原始的(OR)和修改的(RR)土壤水热参数化方案对青藏高原气候模拟的影响。结果表明，两个模式OR和RR模拟的年平均气温比观测值分别偏低1.56。℃和1.66℃，但均对夏季气温高估，然而RR的模拟值与观测值的相关系数和误差标准差分别得到增加和减小。两个模式OR和RR对年降水的模拟均比观测值分别偏高8.71％和1.89％，修改后的RegCM4降低了对年降水的高估值，更加接近观测的年降水量。两模式间年总降水的差异主要是由对流降水，尤其是夏季模拟的差异造成的。总而言之，修改土壤水热参数化方案能改进RegCM4对高原气温和降水的模拟效果。RR模式对气温和降水的模拟效果改进的物理机制可以解释为:修改土壤水热参数化方案降低了高原的土壤导热率值，有效地降低了地表温度，增加了地表径流，减小了土壤湿度和蒸散发，进而影响了地面能量对感热和潜热通量的分配，减弱了地面加热效应和进入到大气中的水汽，大气对流活动和水汽输送通量减少，最终降低了模式对降水的高估。反过来，相对偏干的大气能够使得较多的入射短波到达地面，导致模拟的夏季气温偏高，而RR模拟的夏季积雪厚度较大，融雪消耗了较多的地面能量，从而降低了模拟与观测的暖偏差。因此，修改RegCM4中陆面模式的土壤水热参数化方案不仅对陆面变量有显著影响，而且通过一系列的物理过程显著地影响了其上的大气过程。