Lower boundary conditions in Land Surface Models. Effects on the permafrost and the carbon pools
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Earth System Models (ESMs) use bottom boundaries for their land surface model components which are shallower than the depth reached by surface temperature changes in the centennial time scale associated with recent climate change. Shallow bottom boundaries reflect energy to the surface, which along with the lack of geothermal heat flux in current land surface models, alter the surface energy balance and therefore affect some feedback processes between the ground surface and the atmosphere, such as permafrost and soil carbon stability. To evaluate these impacts, we modified the subsurface model in the Community Land Model version 4.5 (CLM4.5) by setting a non-zero crustal heat flux bottom boundary condition and by increasing the depth of the lower boundary by 300 m. The modified and original land models were run during the period 1901–2005 under the historical forcing and between 2005–2300 under two future scenarios of moderate (RCP 4.5) and high (RCP 8.5) emissions. Increasing the thickness of the subsurface by 300 m increases the heat stored in the subsurface by 72 ZJ (1 ZJ = 1021 J) by year 2300 for the RCP 4.5 scenario and 201 ZJ for the RCP 8.5 scenario (respective increases of 260 % and 217 % relative to the shallow model), reduces the loss of near-surface permafrost between 1901 and 2300 by 1.6 %–1.9 %, and reduces the loss of soil carbon by 1.6 %–3.6 %. Each increase of 0.02 W m−2 of the crustal heat flux increases the temperature at the soil-bedrock frontier by 0.4 ± 0.01 K, which decreases near-surface permafrost area slightly (0.3–0.8 %), but reduces the loss of soil carbon by as much as 1.1 %–5.6 % for the two scenarios.
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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 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,008 | 0,001 |
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 ».