Attività umane, come l'urbanistica, irrigazione e fertilizzazione agricola, può influenzare il carbonio terrestre, processi del ciclo dell'azoto e dell'acqua ed ecosistemi acquatici.

Alcune attività umane portano a stress idrico, danno ambientale ecologico, compreso il flusso laterale delle acque sotterranee, e il movimento dei fronti di gelo e disgelo. Questi cambiamenti a loro volta alterano il bilancio energetico e il bilancio idrico, e influenzare il tempo, clima e ambiente.

"Abbiamo bisogno di un nuovo modello di superficie terrestre per descrivere questi processi, " ha affermato il prof. Xie Zhenghui dell'Istituto di fisica atmosferica (IAP) dell'Accademia cinese delle scienze. "Un modello completo della superficie terrestre può non solo fornire una piattaforma per simulazioni acqua-energia, ma anche contribuire alla gestione delle risorse idriche, tutela dell'ambiente e sviluppo sostenibile”.

Xie e il suo team hanno incorporato gli schemi del flusso laterale delle acque sotterranee, uso umano dell'acqua, dinamica del fronte di gelo-disgelo del suolo, trasporto di azoto fluviale, e urbanistica in un modello di superficie terrestre, e quindi sviluppato un modello di superficie terrestre CAS-LSM. Secondo Xie, la versione attuale ha migliorato le descrizioni dei processi biogeochimici e dei moduli urbani, rispetto alla versione precedente di questo modello.

"Il modello appena sviluppato può essere applicato alla simulazione di bacini fluviali interni in aree aride per valutare quantitativamente gli effetti ecoidrologici del trasferimento dell'acqua dei corsi d'acqua, " Xie ha detto. "In combinazione con la simulazione del bacino e i modelli del sistema climatico, CAS-LSM può monitorare l'ambiente delle acque fluviali. Può anche aiutare a valutare quantitativamente gli effetti meteorologici e climatici del trasferimento di acqua da sud a nord e fornire consigli per la pianificazione urbana".

Questa serie di studi è stata pubblicata nella sezione speciale "The Chinese Academy of Sciences Climate and Earth System Models (CAS-FGOALS and CAS-ESM) and Applications" nel Journal of Geophysical Research—Atmosphere e Journal of Advances in Modeling Earth Systems .