Transient dynamics of terrestrial carbon storage: mathematical foundation and its applications
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Terrestrial ecosystems have absorbed roughly 30 % of anthropogenic CO2 emissions over the past decades, but it is unclear whether this carbon (C) sink will endure into the future. Despite extensive modeling and experimental and observational studies, what fundamentally determines transient dynamics of terrestrial C storage under global change is still not very clear. Here we develop a new framework for understanding transient dynamics of terrestrial C storage through mathematical analysis and numerical experiments. Our analysis indicates that the ultimate force driving ecosystem C storage change is the C storage capacity, which is jointly determined by ecosystem C input (e.g., net primary production, NPP) and residence time. Since both C input and residence time vary with time, the C storage capacity is time-dependent and acts as a moving attractor that actual C storage chases. The rate of change in C storage is proportional to the C storage potential, which is the difference between the current storage and the storage capacity. The C storage capacity represents instantaneous responses of the land C cycle to external forcing, whereas the C storage potential represents the internal capability of the land C cycle to influence the C change trajectory in the next time step. The influence happens through redistribution of net C pool changes in a network of pools with different residence times. Moreover, this and our other studies have demonstrated that one matrix equation can replicate simulations of most land C cycle models (i.e., physical emulators). As a result, simulation outputs of those models can be placed into a three-dimensional (3-D) parameter space to measure their differences. The latter can be decomposed into traceable components to track the origins of model uncertainty. In addition, the physical emulators make data assimilation computationally feasible so that both C flux- and pool-related datasets can be used to better constrain model predictions of land C sequestration. Overall, this new mathematical framework offers new approaches to understanding, evaluating, diagnosing, and improving land C cycle models.
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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 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».