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Enregistrement W3182679711 · doi:10.5194/egusphere-egu21-13922

Equilibrium Spin-up of Cold and Warm Permafrost Models

2021· article· en· W3182679711 sur OpenAlexaff
C. Philip Ross, Ryley Beddoe, Greg Siemens

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueClimate change and permafrost
Établissements canadiensRoyal Military College of Canada
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPermafrostThermodynamicsInitializationGround stateChemistryPhysicsAtomic physicsBiologyEcology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Initialization (spin-up) of a numerical ground temperature model is a critical but often neglected step for solving heat transfer problems in permafrost. Improper initialization can lead to significant underlying model drift in subsequent transient simulations, distorting the effects on ground temperature from future climate change or applied infrastructure. In a typical spin-up simulation, a year or more of climate data are applied at the surface and cycled repeatedly until ground temperatures are declared to be at equilibrium with the imposed boundary conditions, and independent of the starting conditions. Spin-up equilibrium is often simply declared after a specified number of spin-up cycles. In few studies, equilibrium is visually confirmed by plotting ground temperatures vs spin-up cycles until temperatures stabilize; or is declared when a certain inter-cycle-temperature-change threshold is met simultaneously at all depths, such as ∆T ≤ 0.01oC per cycle. In this study, we investigate the effectiveness of these methods for determining an equilibrium state in a variety of permafrost models, including shallow and deep (10 – 200 m), high and low saturation soils (S = 100 and S = 20), and cold and warm permafrost (MAGT = ~-10 oC and >-1 oC). The efficacy of equilibrium criteria 0.01oC/cycle and 0.0001oC/cycle are compared. Both methods are shown to prematurely indicate equilibrium in multiple model scenarios. Results show that no single criterion can programmatically detect equilibrium in all tested models, and in some scenarios can result in up to 10oC temperature error or 80% less permafrost than at true equilibrium. A combination of equilibrium criteria and visual confirmation plots is recommended for evaluating and declaring equilibrium in a spin-up simulation. Long-duration spin-up is particularly important for deep (10+ m) ground models where thermal inertia of underlying permafrost slows the ground temperature response to surface forcing, often requiring hundreds or even thousands of spin-up cycles to establish equilibrium. Subsequent transient analyses also show that use of a properly initialized 100 m permafrost model can reduce the effect of climate change on mean annual ground temperature of cold permafrost by more than 1 oC and 3 oC under RCP2.6 and RCP8.5 climate projections, respectively, when compared to an identical 25 m model. These results have important implications for scientists, engineers and policy makers that rely on model projections of long-term permafrost conditions.

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)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
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 enseignants0,012
Score d'incertitude au seuil0,023

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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 Opus0,051
Tête enseignante GPT0,251
Écart entre enseignants0,200 · 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
Publié2021
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