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本文对高分辨率陆面过程模式研发中的两个重要工作—新一代湖泊模型CoLM-Lake研制和全球土壤水热特征参数集开发做了介绍。在湖泊模型研制方面，本文对新一代湖泊模型CoLM-Lake的模型结构和物理过程作了详细描述，并通过10个湖泊的观测数据评估了它的模拟性能，讨论了模拟结果对模型关键参数的敏感性。模拟结果显示，CoLM-Lake对于浅湖的模拟效果非常理想，对于表层温度、湍流通量和垂直热力结构的量级和季节变化特征模拟的比较准确，对于深湖垂直结构及其变化的模拟较为合理，但对于深湖垂直混合强度的刻画仍然不足。通过模型参数的敏感性分析发现，湖泊深度、辐射消光系数和热力扩散系数可共同影响湖泊的热力结构。调节湖泊到达最大密度时的温度同样可使得模型的模拟结果得到改进。因此，通过参数优化可使得CoLM-Lake对于湖泊热力结构的模拟更加准确。总体上，CoLM-Lake可以合理刻画湖泊的主要特征，在全球尺度上适用于对湖泊物理过程的模拟。
在土壤水热特征参数集开发方面，本文提出了一种最优拟合方法，可以从多个土壤转换函数中获得对土壤水力特征曲线参数的最优估计，参数估算精度高于传统的多土壤转换函数中位值的估算精度。饱和土壤导水率仍计算为多个土壤转换函数的中位值，其估算精度与目前国际上先进的Rosetta土壤转换函数的估算精度持平，但更加适用于全球大尺度范围的估计。土壤导热率的计算方案确定为BallandandArp[2005]方案。该方案从对土壤导热率的直接估计和在陆面过程模拟中的应用两个角度说明了其对于土壤导热率估算的优越性。土壤热容量计算为每种土壤成分热容量的体积加权平均值。基于上述土壤水热参数的计算方法，本文利用国际上主要的两套全球高分辨率(1 km)陆面基础数据集GSDE和SoilGrids，开发了全球高分辨率土壤水热特征参数集。参数集包括六个土壤基本属性参数，四个Campbell(1974)土壤水力特征曲线参数，五个vanGenuchten(1980)土壤水力特征曲线参数以及四个土壤热力参数。每个参数均提供四组垂直分辨率(即SoilGrids，Noah-LSM，JULES和CoLM/CLM垂直分辨率)，水平分辨率为30弧秒。此套参数集提供了完整的土壤水热参数，满足陆面过程模式对土壤水力和热力过程模拟的全部需求，可直接用于国际上主流的陆面过程模式。
在土壤水热特征参数集开发方面，本文提出了一种最优拟合方法，可以从多个土壤转换函数中获得对土壤水力特征曲线参数的最优估计，参数估算精度高于传统的多土壤转换函数中位值的估算精度。饱和土壤导水率仍计算为多个土壤转换函数的中位值，其估算精度与目前国际上先进的Rosetta土壤转换函数的估算精度持平，但更加适用于全球大尺度范围的估计。土壤导热率的计算方案确定为BallandandArp[2005]方案。该方案从对土壤导热率的直接估计和在陆面过程模拟中的应用两个角度说明了其对于土壤导热率估算的优越性。土壤热容量计算为每种土壤成分热容量的体积加权平均值。基于上述土壤水热参数的计算方法，本文利用国际上主要的两套全球高分辨率(1 km)陆面基础数据集GSDE和SoilGrids，开发了全球高分辨率土壤水热特征参数集。参数集包括六个土壤基本属性参数，四个Campbell(1974)土壤水力特征曲线参数，五个vanGenuchten(1980)土壤水力特征曲线参数以及四个土壤热力参数。每个参数均提供四组垂直分辨率(即SoilGrids，Noah-LSM，JULES和CoLM/CLM垂直分辨率)，水平分辨率为30弧秒。此套参数集提供了完整的土壤水热参数，满足陆面过程模式对土壤水力和热力过程模拟的全部需求，可直接用于国际上主流的陆面过程模式。