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Enregistrement W3090749541 · doi:10.5194/egusphere-egu2020-19972

10 yrs of Improved Groundwater Table Estimates in Northern Peatlands Through Assimilation of Passive Microwave Observations into PEATCLSM

2020· article· en· W3090749541 sur OpenAlexaff
Michel Bechtold, Gabriëlle De Lannoy, Rolf H. Reichle, Dirk Roose, Nicole Balliston, Iuliia Burdun, K. J. Devito, Juliya Kurbatova, Maria Strack, Evgeny A. Zarov

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiquePeatlands and Wetlands Ecology
Établissements canadiensUniversity of AlbertaUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPeatWater tableGroundwaterEnvironmental scienceData assimilationHydrology (agriculture)Biogeochemical cycleSoil scienceWater contentEnsemble Kalman filterGeologyEcologyKalman filterChemistryMeteorologyEnvironmental chemistryGeography

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Groundwater table depth and peat moisture, exert a first order control on a range of biogeochemical and -physical peatland processes, and the susceptibility to peat fires. Therefore, one of the first critical measures to identify “peatlands under pressure” is the change of hydrological conditions, e.g. due to changing climatic conditions or direct “hydraulic” human influence. In this presentation, we introduce a new opportunity for the global-scale monitoring of moisture conditions in peatlands. We assimilate L-band brightness temperature (Tb) data from the Soil Moisture Ocean Salinity (SMOS) into the Catchment land surface model (CLSM) to improve the simulation of Northern peatland hydrology from 2010 through 2019. We compare four simulation experiments: two open loop and two data assimilation simulations, either using the default CLSM or a recently-developed peatland-specific adaptation of it (PEATCLSM, Bechtold et al. 2019). The assimilation system uses a spatially distributed ensemble Kalman filter to update soil moisture and groundwater table depth. The simulation experiments are evaluated against an in-situ dataset of groundwater table depth in about 20 natural and semi-natural peatlands that are large enough to be dominant in the corresponding 81-km2 model grid cells. For PEATCLSM, Tb data assimilation increases the temporal Pearson correlation (R) and anomaly correlation (aR) between simulated and measured groundwater table from 0.53 and 0.38 (open-loop) to 0.58 and 0.45 (analysis), respectively. Time series comparison at monitoring sites demonstrates how the assimilation effectively corrects for remaining deficiencies in model physics and/or errors of the global meteorological data forcing the model. The generally lower coefficients of 0.30 (R) and 0.09 (aR) for the default CLSM also improve after Tb data assimilation to values of 0.39 (R) and 0.28 (aR). However, even with Tb data assimilation, the skill of CLSM remains inferior to that of PEATCLSM. The more realistic model physics of PEATCLSM are also supported by a reduction of the Tb misfits (observed Tb – forecasted Tb) over 94 % of the Northern peatland area. The temporal variance of Tb misfits is reduced by 20 % on average and is largest over the large peatland areas of the Western Siberian (25 %) and Hudson Bay Lowlands (40 %). This study demonstrates, for the first time, an improved estimation of the peatland hydrological dynamics by the assimilation of SMOS L-band brightness data into a global land surface model and suggests a new route of research focusing on the incorporation of additional satellite observations into peatland-specific modeling schemes. Bechtold, M., De Lannoy, G.J M., Koster, R.D., Reichle, R.H., et al. (2019). PEAT-CLSM: A Specific Treatment of Peatland Hydrology in the NASA Catchment Land Surface Model. JOURNAL OF ADVANCES IN MODELING EARTH SYSTEMS, 11 (7), 2130-2162. doi: 10.1029/2018MS001574.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
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: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,038
Score d'incertitude au seuil0,075

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
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 Opus0,019
Tête enseignante GPT0,225
Écart entre enseignants0,206 · 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

Citations0
Publié2020
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Résumé présentoui

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