Entegre Biyosfer Simülatörü - Integrated Biosphere Simulator

IBIS-2, kara yüzeyi modelinin 2. versiyonudur Entegre Biyosfer Simülatörü (IBIS), Foley ve diğerleri tarafından geliştirilen prototip modeline birkaç önemli iyileştirme ve eklemeler içerir. [1996]. IBIS, kara yüzeyi ve hidrolojik süreçleri, karasal biyojeokimyasal döngüleri ve bitki örtüsü tek bir fiziksel olarak tutarlı çerçeve içinde dinamikler [1]

IBIS İşlevselliği

Model, çevresel değişime tepki olarak bitki örtüsü ve yapısındaki geçici değişiklikleri dikkate alır ve bu nedenle, bir Dinamik Küresel Bitki Örtüsü Modeli (DGVM ) [2] IBIS'in bu yeni sürümü, arazi yüzeyi fiziği, bitki fizyoloji, gölgelik fenoloji, bitki fonksiyonel tipi (PFT) farklılıkları ve karbon tahsis. Ayrıca, IBIS-2, döküntü üretimine (döküntü ve ince kök devri) bağlanan yeni bir yer altı biyojeokimya alt modelini içerir. Tüm süreçler hiyerarşik bir çerçevede düzenlenir ve 60 dakika ile 1 yıl arasında değişen farklı zaman adımlarında çalışır. Böyle bir yaklaşım, farklı zaman ölçeklerinde meydana gelen ekolojik, biyofiziksel ve fizyolojik süreçler arasında açık bir bağlantıya izin verir.

IBIS Yapısı

Arazi yüzeyi modülü, Thompson ve Pollard'ın kara yüzeyi transfer modeli (LSX) paketine dayanmaktadır,[3] ve toprak-bitki örtüsü-atmosfer sisteminin enerji, su, karbon ve momentum dengesini simüle eder. Model, iki bitki örtüsünü (örneğin, çalılara ve çimenlere karşı ağaçlar), sekiz toprak katmanını ve (gerektiğinde) üç kar katmanını temsil eder. IBIS-2'nin güneş ışınımlı transfer şeması, LSX ve IBIS-1 ile karşılaştırıldığında basitleştirilmiştir; Kanopilerin güneşli ve gölgeli kısımları artık ayrı ayrı işlenmemektedir. Model şimdi Sellers ve diğerlerinin yaklaşımını takip ediyor. [1986] ve Bonan [1995]. Kızılötesi radyasyon, her bitki örtüsü yarı saydam bir düzlemmiş gibi simüle edilir; kanopi salımı yaprak yoğunluğuna bağlıdır. IBIS-2 ile IBIS-1 ve LSX arasındaki diğer bir fark, IBIS-2'nin toprak yüzeyi ile alt bitki örtüsü kanopisi arasındaki türbülanslı aktarımı tahmin etmek için deneysel doğrusal bir rüzgar hızı fonksiyonu kullanması ve IBIS-1 ve LSX'in logaritmik rüzgar profil. Toplam evapotranspirasyon kara yüzeyinden alınan üç su buharı akısının toplamı olarak değerlendirilir: toprak yüzeyinden buharlaşma, bitki örtüsü kanopileri tarafından durdurulan suyun buharlaşması ve kanopi terlemesi.

IBIS, topraktaki ısı ve nem değişimlerini simüle eder. Sekiz katman, toprak sıcaklığı, hacimsel su içeriği ve buz içeriği açısından tanımlanmıştır.[4] Toprakta meydana gelen tüm süreç, toprak dokusundan ve topraktaki organik madde miktarından etkilenir. Modelin önceki sürümündeki fizyolojik süreçlerden bir fark, IBIS-1'in maksimum değeri hesaplamasıdır. Rubisco yaprak tarafından karbonun net asimilasyonunu optimize ederek karboksilasyon kapasitesi (Vm).[5] IBIS-2, tesis işlevsel tipi (PFT) için sabit Vm değerlerini belirler. Ölçeklemek fotosentez ve yaprak seviyesinden gölgelik seviyesine terleme, IBIS-2, kanopi içindeki net fotosentezin içindeki APAR ile orantılı olduğunu varsayar.

Toprak Biyojeokimyası

IBIS'in orijinal versiyonunda [6] Bitki örtüsü, detritus ve bitki örtüsü arasındaki karbon akışını tamamlamak için açık bir yer altı biyojeokimya modeli yoktu. organik maddelerden toprak havuzlar. IBIS-2, yeni bir toprak biyojeokimyası modülü içerir.[7]

daha fazla okuma

  • Kucharik, CJ, JA Foley, C. Delire, VA Fisher, MT Coe, JD Lenters, C. Young-Molling, N. Ramankutty, JM Norman, ST Gower, Dinamik Küresel Ekosistem Modelinin performansını test etme: Su dengesi, karbon denge ve bitki örtüsü yapısı, Global Biogeochem. Döngüler, 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, Kara yüzeyi süreçleri, karasal karbon dengesi ve bitki örtüsü dinamiklerinin entegre bir biyosfer modeli
  • Küresel Biyojeokimyasal Döngüler, Cilt 10, Sayı 4, s. 603-628. http://adsabs.harvard.edu/abs/1996GBioC..10..603F
  • Entegre Biyosfer Simülatörü Modeli (IBIS), Sürüm 2.5. Foley, J.A., C. J. Kucharik ve D. Polzin. 2005. Entegre Biyosfer Simülatörü Modeli (IBIS), Sürüm 2.5. Model ürün. Çevrimiçi mevcut [1] Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı Dağıtılmış Aktif Arşiv Merkezi, Oak Ridge, Tennessee, ABD doi: 10.3334 / ORNLDAAC / 808 http://daac.ornl.gov/MODELS/guides/IBIS_Guide.html
  • IBIS 2.6 (Entegre Biyosfer Simülatörü). http://nelson.wisc.edu/sage/data-and-models/model-code.php

Referanslar

  1. ^ [Kucharik ve ark. 2000].
  2. ^ [Steffeen vd. 1992; Walker, 1994; W. Cramer ve diğerleri, CO2 ve iklimdeki küresel karasal bitki örtüsü değişikliklerinin dinamik tepkileri, Global Change Biology, 1999'a sunulmuştur.
  3. ^ [1995a, b]
  4. ^ [Pollard ve Thompson, 1995; Foley vd. 1996]
  5. ^ [Haxeltine ve Prentice, 1996]
  6. ^ [Foley ve ark. 1996]
  7. ^ [Kucharik ve diğerleri, sunulan makale, 1999]