Causes of variation in soil carbon simulations from CMIP5 Earth system models and comparison with observations
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Stocks of soil organic carbon represent a large component of the carbon cycle that may participate in climate change feedbacks, particularly on decadal and century scales. For Earth system models (ESMs), the ability to accurately represent the global distribution of existing soil carbon stocks is a prerequisite for predicting future carbon-climate feedbacks. We compared soil carbon predictions from 16 ESMs to empirical data from the Harmonized World Soil Database (HWSD) and Northern Circumpolar Soil Carbon Database (NCSCD). Model estimates of global soil carbon stocks ranged from 510 to 3050 Pg C, compared to an estimate of 890–1660 Pg C from the HWSD. Model predictions for the high latitudes fell between 60 and 800 Pg C, compared to 380–620 Pg C from the NCSCD and 290 Pg C from the HWSD. This 5.3-fold variation in global soil carbon across models compared to a 3.4-fold variation in net primary productivity (NPP) and a 3.8-fold variation in global soil carbon turnover times. The spatial distribution of soil carbon predicted by the ESMs was not well correlated with the HWSD (Pearson's correlations < 0.4, RMSE 9.4 to 22.8 kg C m−2), although model-data agreement generally improved at the biome scale. There was poor agreement between the HWSD and NCSCD datasets in northern latitudes (Pearson's correlation = 0.33), indicating uncertainty in empirical estimates of soil carbon. We found that a reduced complexity model dependent on NPP and soil temperature explained most of the spatial variation in soil carbon predicted by most ESMs (R2 values between 0.73 and 0.93). This result suggests that differences in soil carbon predictions between ESMs are driven primarily by differences in predicted NPP and the parameterization of soil carbon responses to NPP and temperature not by structural differences between the models. Future work should focus on accurately representing these driving variables and modifying model structure to include additional processes.
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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 | 0,004 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».