EMPOWER-1.0: an Efficient Model of Planktonic ecOsystems WrittEn in R
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Modelling marine ecosystems requires insight and judgement when it comes to deciding upon appropriate model structure, equations and parameterisation. Many processes are relatively poorly understood and tough decisions must be made as to how to mathematically simplify the real world. Here, we present an efficient plankton modelling testbed, EMPOWER-1.0 (Efficient Model of Planktonic ecOsystems WrittEn in R), coded in the freely available language R. The testbed uses simple two-layer "slab" physics whereby a seasonally varying mixed layer which contains the planktonic marine ecosystem is positioned above a deep layer that contains only nutrient. As such, EMPOWER-1.0 provides a readily available and easy to use tool for evaluating model structure, formulations and parameterisation. The code is transparent and modular such that modifications and changes to model formulation are easily implemented allowing users to investigate and familiarise themselves with the inner workings of their models. It can be used either for preliminary model testing to set the stage for further work, e.g. coupling the ecosystem model to 1-D or 3-D physics, or for undertaking front line research in its own right. EMPOWER-1.0 also serves as an ideal teaching tool. In order to demonstrate the utility of EMPOWER-1.0, we implemented a simple nutrient–phytoplankton–zooplankton–detritus (NPZD) ecosystem model and carried out both a parameter tuning exercise and structural sensitivity analysis. Parameter tuning was demonstrated for four contrasting ocean sites, focusing on station BIOTRANS in the North Atlantic (47° N, 20° W), highlighting both the utility of undertaking a planned sensitivity analysis for this purpose, yet also the subjectivity which nevertheless surrounds the choice of which parameters to tune. Structural sensitivity tests were then performed comparing different equations for calculating daily depth-integrated photosynthesis, as well as mortality terms for both phytoplankton and zooplankton. Regarding the calculation of daily photosynthesis, for example, results indicated that the model was relatively insensitive to the choice of photosynthesis–irradiance curve, but markedly sensitive to the method of calculating light attenuation in the water column. The work highlights the utility of EMPOWER-1.0 as a means of comprehending, diagnosing and formulating equations for the dynamics of marine ecosystems.
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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 | 0,003 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,025 | 0,016 |
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 ».