Multimodel simulation of vertical gas transfer in a temperate lake
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. In recent decades, several lake models of varying complexity have been developed and incorporated into numerical weather prediction systems and climate models. To foster enhanced forecasting ability and verification, improvement of these lake models remains essential. This especially applies to the limited simulation capabilities of biogeochemical processes in lakes and greenhouse gas exchanges with the atmosphere. Here we present multi-model simulations of physical variables and dissolved gas dynamics in a temperate lake (Harp Lake, Canada). The five models (ALBM, FLake, LAKE, LAKEoneD, MTCR-1) considered within this most recent round of the Lake Model Intercomparison Project (LakeMIP) all captured the seasonal temperature variability well. In contrast, none of the models is able to reproduce the exact dates of ice cover and ice off, leading to considerable errors in the simulation of eddy diffusivity around those dates. We then conducted an additional modeling experiment with a diffusing passive tracer to isolate the effect of the eddy diffusivity on gas concentration. Remarkably, sophisticated k−ε models do not demonstrate a significant difference in the vertical diffusion of a passive tracer compared to models with much simpler turbulence closures. All the models simulate less intensive spring overturn compared to autumn. Reduced mixing in the models consequently leads to the accumulation of the passive tracer distribution in the water column. The lake models with a comprehensive biogeochemical module, such as the ALBM and LAKE, predict dissolved oxygen dynamics adequate to the observed data. However, for the surface carbon dioxide concentration the correlation between modeled (ALBM, LAKE) and observed data is weak (∼0.3). Overall our results indicate the need to improve the representation of physical and biogeochemical processes in lake models, thereby contributing to enhanced weather prediction and climate projection capabilities.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».