<p>The boreal forests represent 8 % of all forested areas on the earth and have a significant role in the control of greenhouse gases and an impact on global climate change. The main objective of this thesis is to increase the understanding of how evaporation and heat-flux processes in the boreal forest zone are affecting the regional and global climate.</p><p>A meteorological mesoscale model with an advanced land-surface parameterization has been utilized to study aggregation of fluxes of water vapour and heat. The model has been compared against four other methods for flux estimation in a southern boreal landscape. The results show that the mesoscale model is successfully reproducing 24-hour averages of fractionally weighted mast measurements of sensible and latent heat flux.</p><p>The model was also evaluated against in-situ observations of surface fluxes and other meteorological variables. The results reveal that a correct initialization of soil moisture is crucial to simulate a realistic partitioning of the sensible and latent heat fluxes. Significant differences in surface fluxes and friction velocities between two apparently similar forest sites indicate the need for careful assessment of areal representativity when comparing mesoscale model results with in-situ observations.</p><p>A parameterization for the absorption of solar radiation of high-latitude sparse forests was implemented and tested in the model that significantly improved the simulation of high wintertime midday sensible heat fluxes. A scheme for heat storage in vegetation was also implemented which improved the results, but the scheme needs further evaluation for high latitude forests.</p><p>Two commonly used strategies for the description of land-surface heterogeneity, the effective parameter approach and the mosaic approach, were tested in the mesoscale model against airborne observations of sensible and latent heat fluxes. The results show that the mosaic approach produces better results especially when small lakes are present in model grid-squares.</p> / <p>Norra halvklotets barrskogsbälte representerar 8 % av all skogsbeklädd mark på jorden och har stor betydelse för kontrollen av växthusgaser och påverkan på globala klimatförändringar. Syftet med denna avhandling är att öka förståelsen av hur avdunstning och värmeflöden i den boreala skogszonen påverkar klimatet regionalt och globalt.</p><p>En meteorologisk mesoskalemodell med en avancerad landyteparameterisering har använts för att studera aggregering av avdunstning och värmeflöden. Modellen jämfördes med fyra andra metoder för uppskattning av värmeflöden i den boreala skogszonens södra delar. Resultaten visade att mesoskalemodellen reproducerar 24-timmarsmedelvärden av sensibelt och latent värmeflöde från areellt viktade mastmätningar med bra resultat.</p><p>Modellen utvärderades även mot markbaserade mätningar av sensibelt och latent värme och andra meteorologiska variabler. Resultaten visar att en korrekt initialisering av markvatteninnehållet är avgörande för att simulera en realistisk uppdelning av de sensibla och latenta värmeflödena. Markanta skillnader i markyteflöden och friktionshastigheter mellan två liknande skogsmätstationer påvisar nödvändigheten av en noggrann bedömning av den areella representativiteten när man jämför resultat från mesoskalemodellen med markbaserade mätningar.</p><p>En parameterisering för absorption av solstrålning i glesa skogsbestånd på höga breddgrader infördes och testades i modellen vilket markant förbättrade simuleringen av de höga sensibla värmeflöden som observerats vid middagstid på vintern. Ett uttryck för att beskriva värmelagring i vegetationen infördes också vilket förbättrade resultaten, men uttrycket behöver vidare utvärdering för skogsbestånd på höga breddgrader.</p><p>Två ofta använda strategier för att beskriva markytans heterogenitet, effektiva parametermetoden och mosaikmetoden, testades i mesoskalemodellen mot flygburna observationer av sensibla och latenta värmeflöden. Resultaten visar att mosaikmetoden ger bättre resultat särskilt när mindre sjöar förekommer i modellrutorna.</p>

The boreal forests represent 8 % of all forested areas on the earth and have a significant role in the control of greenhouse gases and an impact on global climate change. The main objective of this thesis is to increase the understanding of how evaporation and heat-flux processes in the boreal forest zone are affecting the regional and global climate. A meteorological mesoscale model with an advanced land-surface parameterization has been utilized to study aggregation of fluxes of water vapour and heat. The model has been compared against four other methods for flux estimation in a southern boreal landscape. The results show that the mesoscale model is successfully reproducing 24-hour averages of fractionally weighted mast measurements of sensible and latent heat flux. The model was also evaluated against in-situ observations of surface fluxes and other meteorological variables. The results reveal that a correct initialization of soil moisture is crucial to simulate a realistic partitioning of the sensible and latent heat fluxes. Significant differences in surface fluxes and friction velocities between two apparently similar forest sites indicate the need for careful assessment of areal representativity when comparing mesoscale model results with in-situ observations. A parameterization for the absorption of solar radiation of high-latitude sparse forests was implemented and tested in the model that significantly improved the simulation of high wintertime midday sensible heat fluxes. A scheme for heat storage in vegetation was also implemented which improved the results, but the scheme needs further evaluation for high latitude forests. Two commonly used strategies for the description of land-surface heterogeneity, the effective parameter approach and the mosaic approach, were tested in the mesoscale model against airborne observations of sensible and latent heat fluxes. The results show that the mosaic approach produces better results especially when small lakes are present in model grid-squares. / Norra halvklotets barrskogsbälte representerar 8 % av all skogsbeklädd mark på jorden och har stor betydelse för kontrollen av växthusgaser och påverkan på globala klimatförändringar. Syftet med denna avhandling är att öka förståelsen av hur avdunstning och värmeflöden i den boreala skogszonen påverkar klimatet regionalt och globalt. En meteorologisk mesoskalemodell med en avancerad landyteparameterisering har använts för att studera aggregering av avdunstning och värmeflöden. Modellen jämfördes med fyra andra metoder för uppskattning av värmeflöden i den boreala skogszonens södra delar. Resultaten visade att mesoskalemodellen reproducerar 24-timmarsmedelvärden av sensibelt och latent värmeflöde från areellt viktade mastmätningar med bra resultat. Modellen utvärderades även mot markbaserade mätningar av sensibelt och latent värme och andra meteorologiska variabler. Resultaten visar att en korrekt initialisering av markvatteninnehållet är avgörande för att simulera en realistisk uppdelning av de sensibla och latenta värmeflödena. Markanta skillnader i markyteflöden och friktionshastigheter mellan två liknande skogsmätstationer påvisar nödvändigheten av en noggrann bedömning av den areella representativiteten när man jämför resultat från mesoskalemodellen med markbaserade mätningar. En parameterisering för absorption av solstrålning i glesa skogsbestånd på höga breddgrader infördes och testades i modellen vilket markant förbättrade simuleringen av de höga sensibla värmeflöden som observerats vid middagstid på vintern. Ett uttryck för att beskriva värmelagring i vegetationen infördes också vilket förbättrade resultaten, men uttrycket behöver vidare utvärdering för skogsbestånd på höga breddgrader. Två ofta använda strategier för att beskriva markytans heterogenitet, effektiva parametermetoden och mosaikmetoden, testades i mesoskalemodellen mot flygburna observationer av sensibla och latenta värmeflöden. Resultaten visar att mosaikmetoden ger bättre resultat särskilt när mindre sjöar förekommer i modellrutorna.