GMD: 物理-AI融合新范式：可微分多年冻土陆面模型NoahPy
针对传统陆面模型与现代AI工作流不兼容的难题，Permalab研究人员开发了名为NoahPy的可微分陆面模型。该模型基于循环神经网络（RNN）重构，能够精确模拟多年冻土区的水热动态，同时支持高效的梯度优化与参数校正。在青藏高原站点的评估结果显示，NoahPy在保持物理机制完整性的同时，显著提升了模拟效率与精度，为开发下一代“物理驱动+AI辅助”的冰冻圈预测模型奠定了技术基础 。
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Noah+SHAW联合模拟：显著提升青藏高原多年冻土活动层水热动态模拟精度
针对青藏高原冻土活动层水热动态模拟中传统模型存在的精度限制，Permalab研究人员提出了一种创新的混合建模方法。该方法将物理过程精细的SHAW模型与经随机森林校正的Noah陆面模型相结合，在七个监测点上的评估结果显示，其在模拟活动层温度和水分方面表现出显著优越性，为大尺度冻土动态模拟提供了可靠的新框架。
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ERL：青藏高原多年冻土退化对净初级生产力的影响
气候变暖和冻土退化加剧了青藏高原生态脆弱性。我们从建模角度出发，利用数值模型模拟了1989—2018青藏高原三江源地区的多年冻土水热状况和净初级生产力(NPP)变化，并设计了一种基于转换时间坐标的新型分析框架，分离出多年冻土退化对生态系统的影响。结果表明，多年冻土多消失在高温干旱的年份；大多数年份中，降水是NPP变化的主要驱动因素，但在多年冻土消失的年份，土壤水分成为驱动NPP变化的关键因素，这种影响在新形成的季节性冻土环境只能持续短暂时间。成果发表在ERL (2024)。
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GRL: 高原鼠兔导致的裸地存在加速多年冻土退化的风险
Permalab团队以高原鼠兔这种青藏高原最广泛分布的啮齿类动物为研究对象，基于Noah-MP模型，探究了鼠兔扰动导致的裸地对多年冻土水热的影响机制。从冻土水热的响应规律来看，高原鼠兔导致的裸土会造成冻土的显著升温，尤其对于浅层土壤。对土壤水分的影响在浅层土壤（0-66cm）几乎可以忽略不计。研究结果提高了区域尺度下鼠兔扰动对多年冻土水热变化的理解，并警示了鼠兔扰动加速多年冻土退化的潜在风险。工作发表在《地球物理研究通讯》(2024)。
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Catena: 基于“渗流–有效介质近似”的融冻土统一导热系数模型
基于“渗流–有效介质近似”理论，我们建立了一个冻融土导热系数统一理论模型，改变了传统的冻土、融土分段处理方式。统一模型能够表征粗颗粒土壤湿润过程土颗粒间“液桥”形成以及相变剧烈期冰晶取代液态水导致的导热系数迅速增加的现象。验证结果表明，无论在融土还是冻土中，统一模型均优于所选取的两个参考模型。
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ESSD: 一张新的2010年青藏高原冻土分布图
Permalab实验室团队使用此前发表的FROSTNUM/COP方法 (Hu et al. 2020)，以卫星地表温度数据推算得到的地表融化和冻结指数为输入，以小区域冻土类型调查图为约束，模拟得到了一张2010年青藏高原冻土分布图。结果显示：2010年青藏高原地区多年冻土总面积约为108.6万平方千米（占高原总面积的41.2%），季节冻土面积为144.7万平方千米（占总面积的54.9 %)。这张图可以为这些瞬态模型模拟提供空间基准和未来预报的历史基准。
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WRR: 考虑冰作用的冻结土壤基质势参数化方案评价
针对现有陆面过程模型中基质势参数化方案对土壤冰考虑不足的问题，本研究对比分析3种不同程度考虑冰作用的冻结土壤现有基质势方案及1种新发展的方案。4种方案被分别集成进SHAW模型进行模拟。结果表明充分考虑孔隙冰作用的新基质势方案较已有方案具有物理上的优势，建议在陆面过程模型中采用此方案。该工作发表在2023年新一期Water Resources Research上。
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Climate Services: 变化气候和社会经济条件下21世纪中国水资源短缺评估
我们应用一种综合考虑气候变化和社会经济发展影响的模型框架，对变化的气候背景下水资源短缺情况进行更全面的评估和预测。研究评估了 52 种情景下的中国水足迹变化情况。我们发现气候政策的实施是导致情景间水足迹差异的主要原因；目前部分低碳能源方案耗水量较大，减排导致的进一步用水需求可能会加剧水资源短缺情况。此工作发表于2023年Climate Services。
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ISPRS P&RS: 基于太阳-云-卫星观测几何的云下地表温度插值算法
我们提出了一种基于太阳-云-卫星几何关系的云下地表温度插值方法。通过几何关系找到卫星能观测到的云下像元，建立统计关系，从而实现真实云下像元的插值。研究以青藏高原为试验区，多方面验证表明此方法能取得较好精度。该工作由PermaLab团队联合中科院西北院冰川冻土沙漠数据中心完成。代码与示例数据可以从Github获取。
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Earth’s Future: SSP情景下21世纪青藏高原多年冻土变化预估
基于最新的耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）多模式和多情景的气候输出，利用改进的Noah LSM建模预估了不同共享社会经济路径情景下21世纪青藏高原多年冻土分布及热状况的时空变化。研究表明，青藏高原大部分多年冻土将在21世纪后期发生显著退化，其中三江源地区是未来多年冻土退化的关键区域，其多年冻土极其脆弱，退化发生的最早、亦最严重。该成果近期发表在《Earth's Future》上。自行修改的模型代码与EF论文一起公开发布。