Integrovaný simulátor biosféry - Integrated Biosphere Simulator - Wikipedia

IBIS-2 je verze 2 modelu zemského povrchu Integrovaný simulátor biosféry (IBIS), který zahrnuje několik významných vylepšení a dodatků k prototypovému modelu vyvinutému Foley et al. [1996]. IBIS byl navržen tak, aby výslovně spojil povrchové a hydrologické procesy, suchozemské biogeochemické cykly a vegetace dynamika v jednom fyzicky konzistentním rámci [1]

Funkce IBIS

Model zohledňuje přechodné změny ve složení a struktuře vegetace v reakci na změnu prostředí, a je proto klasifikován jako a Dynamický globální model vegetace (DGVM ) [2] Tato nová verze IBIS vylepšila reprezentace fyziky povrchů rostlin fyziologie, baldachýn fenologie, rostlinný funkční typ (PFT) rozdíly a uhlík přidělení. IBIS-2 dále zahrnuje nový podmodel podzemní biogeochemie, který je spojen s produkcí detritu (odpadky a obrat jemných kořenů). Všechny procesy jsou organizovány v hierarchickém rámci a fungují v různých časových krocích, od 60 min do 1 roku. Takový přístup umožňuje explicitní propojení mezi ekologickými, biofyzikálními a fyziologickými procesy probíhajícími v různých časových horizontech.

Struktura IBIS

Modul pozemního povrchu je založen na balíčku modelu přenosu zemského povrchu (LSX) Thompson a Pollard,[3] a simuluje energetickou, vodní, uhlíkovou a hybnou rovnováhu systému půda-vegetace-atmosféra. Model představuje dvě vegetační stříšky (např. Stromy versus keře a trávy), osm půdních vrstev a tři vrstvy sněhu (je-li to požadováno). Schéma přenosu slunečního záření IBIS-2 bylo ve srovnání s LSX a IBIS-1 zjednodušeno; sluncem osvětlené a zastíněné části vrchlíků již nejsou ošetřovány samostatně. Model nyní sleduje přístup Sellers et al. [1986] a Bonan [1995]. Infračervené záření je simulováno, jako by každá vegetační vrstva byla poloprůhlednou rovinou; emisivita vrchlíku závisí na hustotě listů. Další rozdíl mezi IBIS-2 a IBIS-1 a LSX spočívá v tom, že IBIS-2 používá empirickou lineární funkci rychlosti větru k odhadu turbulentního přenosu mezi povrchem půdy a vrchlíkem spodní vegetace a IBIS-1 a LSX používají logaritmický vítr profil. Celkem evapotranspirace z povrchu země se považuje za součet tří toků vodní páry: odpařování z povrchu půdy, odpařování vody zachycené vegetačními korunami a transpirace korun.

IBIS simuluje variace tepla a vlhkosti v půdě. Osm vrstev je popsáno z hlediska teploty půdy, objemového obsahu vody a obsahu ledu.[4] Celý proces probíhající v půdě je ovlivněn strukturou půdy a množstvím organické hmoty v půdě. Jeden rozdíl od fyziologických procesů v předchozí verzi modelu spočívá v tom, že IBIS-1 vypočítává maximum Rubisco karboxylační kapacita (Vm) optimalizací čisté asimilace uhlíku listem.[5] IBIS-2 předepisuje konstantní hodnoty Vm pro funkční typizované zařízení (PFT). Škálovat fotosyntéza a transpirace z úrovně listu do úrovně vrchlíku, IBIS-2 předpokládá, že čistá fotosyntéza uvnitř vrchlíku je úměrná APAR v něm.

Půdní biogeochemie

V původní verzi IBIS [6] neexistoval žádný explicitní podzemní model biogeochemie, který by dokončil tok uhlíku mezi vegetací, detritem a půdní organická hmota bazény. IBIS-2 obsahuje nový modul půdní biogeochemie.[7]

Další čtení

  • Kucharik, CJ, JA Foley, C. Delire, VA Fisher, MT Coe, JD Lenters, C. Young-Molling, N. Ramankutty, JM Norman, ST Gower, Testování výkonu dynamického globálního modelu ekosystému: vodní bilance, uhlík rovnováha a vegetační struktura, globální biogeochem. Cycles, 14 (3), 795-826, 10.1029 / 1999GB001138, 2000. http://www.agu.org/pubs/crossref/2000/1999GB001138.shtml
  • Foley, Jonathan A .; Prentice, I. Colin; Ramankutty, Navin; Levis, Samuel; Pollard, David; Sitch, Steven; Haxeltine, Alex, Integrovaný biosférický model procesů na povrchu země, bilance suchozemského uhlíku a dynamika vegetace
  • Global Biogeochemical Cycles, svazek 10, číslo 4, s. 603-628. http://adsabs.harvard.edu/abs/1996GBioC..10..603F
  • Integrovaný model simulátoru biosféry (IBIS), verze 2.5. Foley, J. A., C. J. Kucharik a D. Polzin. 2005. Integrovaný model simulátoru biosféry (IBIS), verze 2.5. Modelový produkt. Dostupný online [1] z Oak Ridge National Laboratory Distributed Active Archive Center, Oak Ridge, Tennessee, USA doi: 10,3334 / ORNLDAAC / 808 http://daac.ornl.gov/MODELS/guides/IBIS_Guide.html
  • IBIS 2.6 (Integrated BIosphere Simulator). http://nelson.wisc.edu/sage/data-and-models/model-code.php

Reference

  1. ^ [Kucharik a kol. 2000].
  2. ^ [Steffeen a kol. 1992; Walker, 1994; W. Cramer a kol., Dynamické reakce změn globální suchozemské vegetace v CO2 a podnebí, předloženo v Global Change Biology, 1999].
  3. ^ [1995a, b]
  4. ^ [Pollard a Thompson, 1995; Foley a kol. 1996]
  5. ^ [Haxeltine and Prentice, 1996]
  6. ^ [Foley a kol. 1996]
  7. ^ [Kucharik et al., Předložený rukopis, 1999]