Встроенный симулятор биосферы - Integrated Biosphere Simulator - Wikipedia

ИБИС-2 - это версия 2 модели поверхности земли. Встроенный симулятор биосферы (IBIS), который включает в себя несколько основных улучшений и дополнений к модели-прототипу, разработанной Фоли и др. [1996]. IBIS был разработан для явной связи поверхностных и гидрологических процессов, наземных биогеохимических циклов и растительность динамика в единой физически непротиворечивой структуре [1]

Функциональность IBIS

Модель учитывает временные изменения в составе и структуре растительности в ответ на изменение окружающей среды и, следовательно, классифицируется как Динамическая глобальная модель растительности (DGVM ) [2] В этой новой версии IBIS улучшено представление физики земной поверхности, растений. физиология, навес фенология, функциональный тип растения (PFT) различия, и углерод распределение. Кроме того, IBIS-2 включает новую субмодель подземной биогеохимии, которая связана с образованием детрита (опадом и мелким круговоротом корней). Все процессы организованы в иерархическую структуру и выполняются на разных временных этапах, от 60 минут до 1 года. Такой подход позволяет четко увязать экологические, биофизические и физиологические процессы, происходящие в разных временных масштабах.

Структура IBIS

Модуль поверхности земли основан на пакете модели переноса поверхности земли (LSX) Томпсона и Полларда,[3] и моделирует баланс энергии, воды, углерода и количества движения в системе почва-растительность-атмосфера. Модель представляет собой два слоя растительности (например, деревья вместо кустарников и трав), восемь слоев почвы и три слоя снега (при необходимости). Схема переноса солнечного излучения в ИБИС-2 упрощена по сравнению с LSX и ИБИС-1; солнечные и затененные части навесов больше не рассматриваются отдельно. Теперь модель следует подходу Селлерса и др. [1986] и Бонан [1995]. Инфракрасное излучение моделируется так, как будто каждый слой растительности представляет собой полупрозрачную плоскость; Коэффициент излучения навеса зависит от густоты листвы. Еще одно различие между IBIS-2 и IBIS-1 и LSX заключается в том, что IBIS-2 использует эмпирическую линейную функцию скорости ветра для оценки турбулентного переноса между поверхностью почвы и нижним покровом растительности, а IBIS-1 и LSX используют логарифмический ветер. профиль. Общая эвапотранспирация от поверхности земли рассматривается как сумма трех потоков водяного пара: испарение с поверхности почвы, испарение воды, перехваченной растительным покровом, и транспирация растительного покрова.

IBIS имитирует колебания температуры и влажности почвы. Восемь слоев описываются с точки зрения температуры почвы, объемного содержания воды и льда.[4] На все процессы, происходящие в почве, влияют ее текстура и количество органических веществ в почве. Одним из отличий от физиологических процессов в предыдущей версии модели является то, что IBIS-1 вычисляет максимальное Рубиско способность карбоксилирования (Vm) за счет оптимизации чистой ассимиляции углерода листом.[5] IBIS-2 предписывает постоянные значения Vm для функционального типа объекта (PFT). Масштабировать фотосинтез и транспирация с уровня листа на уровень полога, IBIS-2 предполагает, что чистый фотосинтез внутри полога пропорционален APAR внутри него.

Биогеохимия почвы

В оригинальной версии IBIS [6] не было явной модели подземной биогеохимии, чтобы завершить поток углерода между растительностью, детритом и органическое вещество почвы бассейны. ИБИС-2 включает новый модуль биогеохимии почвы.[7]

дальнейшее чтение

  • Кучарик, CJ, JA Foley, C. Delire, VA Fisher, MT Coe, JD Lenters, C. Young-Molling, N. Ramankutty, JM Norman, ST Gower, Тестирование производительности модели динамической глобальной экосистемы: водный баланс, углерод баланс и структура растительности, Global Biogeochem. Циклы, 14 (3), 795-826, 10.1029 / 1999GB001138, 2000. http://www.agu.org/pubs/crossref/2000/1999GB001138.shtml
  • Фоли, Джонатан А .; Прентис, И. Колин; Раманкутти, Навин; Левис, Самуил; Поллард, Дэвид; Ситч, Стивен; Хаксельтин, Алекс, Интегрированная биосферная модель процессов на поверхности земли, земного баланса углерода и динамики растительности
  • Глобальные биогеохимические циклы, Том 10, Выпуск 4, с. 603-628. http://adsabs.harvard.edu/abs/1996GBioC..10..603F
  • Интегрированная модель имитатора биосферы (IBIS), версия 2.5. Фоли, Дж. А., К. Дж. Кучарик, Д. Пользин. 2005. Интегрированная имитаторная модель биосферы (IBIS), версия 2.5. Модельный продукт. Доступно онлайн [1] из Центра распределенного активного архива Национальной лаборатории Ок-Ридж, Ок-Ридж, Теннесси, США doi: 10.3334 / ORNLDAAC / 808 http://daac.ornl.gov/MODELS/guides/IBIS_Guide.html
  • IBIS 2.6 (интегрированный симулятор биосферы). http://nelson.wisc.edu/sage/data-and-models/model-code.php

Рекомендации

  1. ^ [Kucharik et al. 2000].
  2. ^ [Steffeen et al. 1992; Уокер, 1994; W. Cramer et al., Динамические реакции на глобальные изменения наземной растительности в CO2 и климате, представленные в Global Change Biology, 1999].
  3. ^ [1995a, b]
  4. ^ [Поллард и Томпсон, 1995; Foley et al. 1996]
  5. ^ [Хаксельтин и Прентис, 1996]
  6. ^ [Foley et al. 1996]
  7. ^ [Kucharik et al., Представленная рукопись, 1999 г.]