Sub-grid scale representation of vegetation in global land surface schemes: implications for estimation of the terrestrial carbon sink
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Terrestrial ecosystem models commonly represent vegetation in terms of plant functional types (PFTs) and use their vegetation attributes in calculations of the energy and water balance as well as to investigate the terrestrial carbon cycle. Sub-grid scale variability of PFTs in these models is represented using different approaches with the "composite" and "mosaic" approaches being the two end-members. The impact of these two approaches on the global carbon balance has been investigated with the Canadian Terrestrial Ecosystem Model (CTEM v 1.2) coupled to the Canadian Land Surface Scheme (CLASS v 3.6). In the composite (single-tile) approach, the vegetation attributes of different PFTs present in a grid cell are aggregated and used in calculations to determine the resulting physical environmental conditions (soil moisture, soil temperature, etc.) that are common to all PFTs. In the mosaic (multi-tile) approach, energy and water balance calculations are performed separately for each PFT tile and each tile's physical land surface environmental conditions evolve independently. Pre-industrial equilibrium CLASS-CTEM simulations yield global totals of vegetation biomass, net primary productivity, and soil carbon that compare reasonably well with observation-based estimates and differ by less than 5% between the mosaic and composite configurations. However, on a regional scale the two approaches can differ by > 30%, especially in areas with high heterogeneity in land cover. Simulations over the historical period (1959–2005) show different responses to evolving climate and carbon dioxide concentrations from the two approaches. The cumulative global terrestrial carbon sink estimated over the 1959–2005 period (excluding land use change (LUC) effects) differs by around 5% between the two approaches (96.3 and 101.3 Pg, for the mosaic and composite approaches, respectively) and compares well with the observation-based estimate of 82.2 ± 35 Pg C over the same period. Inclusion of LUC causes the estimates of the terrestrial C sink to differ by 15.2 Pg C (16%) with values of 95.1 and 79.9 Pg C for the mosaic and composite approaches, respectively. Spatial differences in simulated vegetation and soil carbon and the manner in which terrestrial carbon balance evolves in response to LUC, in the two approaches, yields a substantially different estimate of the global land carbon sink. These results demonstrate that the spatial representation of vegetation has an important impact on the model response to changing climate, atmospheric CO2 concentrations, and land cover.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».