Activités humaines, comme l'urbanisme, irrigation et fertilisation agricole, peut affecter le carbone terrestre, processus du cycle de l'azote et de l'eau et écosystèmes aquatiques.

Certaines activités humaines entraînent un stress hydrique, dommages écologiques à l'environnement, y compris l'écoulement latéral des eaux souterraines, et le mouvement des fronts de gel et de dégel. Ces changements modifient à leur tour le bilan énergétique et le bilan hydrique, et affecter le temps, climat et environnement.

"Nous avons besoin d'un nouveau modèle de surface terrestre pour décrire ces processus, " a déclaré le professeur Xie Zhenghui de l'Institut de physique atmosphérique (IAP) de l'Académie chinoise des sciences. " Un modèle de surface terrestre complet peut non seulement fournir une plate-forme pour les simulations eau-énergie, mais aussi contribuer à la gestion des ressources en eau, protection de l'environnement et développement durable."

Xie et son équipe ont incorporé les schémas d'écoulement latéral des eaux souterraines, utilisation humaine de l'eau, dynamique du front gel-dégel du sol, transport fluvial d'azote, et de l'urbanisme dans un modèle de surface terrestre, et a ainsi développé un modèle de surface terrestre CAS-LSM. Selon Xie, la version actuelle a amélioré les descriptions des processus biogéochimiques et des modules urbains, par rapport à la version précédente de ce modèle.

"Le modèle nouvellement développé peut être appliqué à la simulation des bassins fluviaux intérieurs dans les zones arides pour évaluer quantitativement les effets écohydrologiques du transfert d'eau des cours d'eau, " a déclaré Xie. " Combiné avec la simulation de bassin et les modèles de système climatique, CAS-LSM peut surveiller l'environnement de l'eau de la rivière. Il peut également aider à évaluer quantitativement les effets météorologiques et climatiques du transfert d'eau sud-nord et fournir des conseils pour la planification urbaine. »

Cette série d'études a été publiée dans la section spéciale "The Chinese Academy of Sciences Climate and Earth System Models (CAS-FGOALS et CAS-ESM) and Applications" dans le Journal of Geophysical Research—Atmosphere et Journal of Advances in Modeling Earth Systems .