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Enregistrement W2153815449 · doi:10.5194/bg-10-1717-2013

Causes of variation in soil carbon simulations from CMIP5 Earth system models and comparison with observations

2013· article· en· W2153815449 sur OpenAlexaff
Katherine EO Todd-Brown, James T. Randerson, W. M. Post, Forrest M. Hoffman, C. Tarnocai, Edward A. G. Schuur, Steven Allison

Notice bibliographique

RevueBiogeosciences · 2013
Typearticle
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiqueSoil Carbon and Nitrogen Dynamics
Établissements canadiensAgriculture and Agri-Food Canada
Organismes subventionnairesU.S. Department of EnergyOffice of ScienceNational Science Foundation
Mots-clésSoil carbonCarbon cycleEnvironmental scienceBiomeCarbon fibersLatitudeAtmospheric sciencesClimatologySoil scienceSoil waterEcosystemGeologyMathematicsEcology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

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 centennial timescales. For Earth system models (ESMs), the ability to accurately represent the global distribution of existing soil carbon stocks is a prerequisite for accurately predicting future carbon–climate feedbacks. We compared soil carbon simulations from 11 model centers to empirical data from the Harmonized World Soil Database (HWSD) and the Northern Circumpolar Soil Carbon Database (NCSCD). Model estimates of global soil carbon stocks ranged from 510 to 3040 Pg C, compared to an estimate of 1260 Pg C (with a 95% confidence interval of 890–1660 Pg C) from the HWSD. Model simulations for the high northern latitudes fell between 60 and 820 Pg C, compared to 500 Pg C (with a 95% confidence interval of 380–620 Pg C) for the NCSCD and 290 Pg C for the HWSD. Global soil carbon varied 5.9 fold across models in response to a 2.6-fold variation in global net primary productivity (NPP) and a 3.6-fold variation in global soil carbon turnover times. Model–data agreement was moderate at the biome level (R2 values ranged from 0.38 to 0.97 with a mean of 0.75); however, the spatial distribution of soil carbon simulated by the ESMs at the 1° scale was not well correlated with the HWSD (Pearson correlation coefficients less than 0.4 and root mean square errors from 9.4 to 20.8 kg C m−2). In northern latitudes where the two data sets overlapped, agreement between the HWSD and the NCSCD was poor (Pearson correlation coefficient 0.33), indicating uncertainty in empirical estimates of soil carbon. We found that a reduced complexity model dependent on NPP and soil temperature explained much of the 1° spatial variation in soil carbon within most ESMs (R2 values between 0.62 and 0.93 for 9 of 11 model centers). However, the same reduced complexity model only explained 10% of the spatial variation in HWSD soil carbon when driven by observations of NPP and temperature, implying that other drivers or processes may be more important in explaining observed soil carbon distributions. The reduced complexity model also showed that differences in simulated soil carbon across ESMs were driven by differences in simulated NPP and the parameterization of soil heterotrophic respiration (inter-model R2 = 0.93), not by structural differences between the models. Overall, our results suggest that despite fair global-scale agreement with observational data and moderate agreement at the biome scale, most ESMs cannot reproduce grid-scale variation in soil carbon and may be missing key processes. Future work should focus on improving the simulation of driving variables for soil carbon stocks and modifying model structures to include additional processes.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,004
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,011
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,014
Score d'incertitude au seuil0,028

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0040,011
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,043
Tête enseignante GPT0,222
Écart entre enseignants0,179 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations912
Publié2013
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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