Integrerad biosfärsimulator

IBIS-2 är version 2 av land-ytmodellen Integrated Biosphere Simulator (IBIS), som inkluderar flera stora förbättringar och tillägg till prototypmodellen utvecklad av Foley et al. [1996]. IBIS designades för att explicit länka samman markytan och hydrologiska processer, terrestra biogeokemiska cykler och vegetationsdynamik inom en enda fysiskt konsekvent ram

IBIS funktionalitet

Modellen beaktar övergående förändringar i vegetationssammansättning och struktur som svar på miljöförändringar och klassificeras därför som en Dynamic Global Vegetation Model ( DGVM ) Denna nya version av IBIS har förbättrade representationer av markytans fysik, växtfysiologi , baldakinsfenologi , växter . funktionell typ (PFT) skillnader och koltilldelning . Vidare inkluderar IBIS-2 en ny underjordisk biogeokemi undermodell, som är kopplad till detritusproduktion (avfall och finrotsomsättning). Alla processer är organiserade i ett hierarkiskt ramverk och arbetar i olika tidssteg, från 60 minuter till 1 år. Ett sådant tillvägagångssätt möjliggör explicit koppling mellan ekologiska, biofysiska och fysiologiska processer som sker på olika tidsskalor.

IBIS struktur

Landytemodulen är baserad på LSX-paketet (Land Yt Transfer Model) från Thompson och Pollard, och simulerar energi-, vatten-, kol- och momentumbalansen i jord-vegetation-atmosfärsystemet. Modellen representerar två vegetationstak (t.ex. träd kontra buskar och gräs), åtta jordlager och tre lager snö (vid behov). Systemet för överföring av solstrålning för IBIS-2 har förenklats i jämförelse med LSX och IBIS-1; solbelysta och skuggade delar av baldakinerna behandlas inte längre separat. Modellen följer nu Sellers et al. [1986] och Bonan [1995]. Infraröd strålning simuleras som om varje vegetationslager är ett halvtransparent plan; baldakins emissionsförmåga beror på bladdensiteten. En annan skillnad mellan IBIS-2 och IBIS-1 och LSX är att IBIS-2 använder en empirisk linjär funktion av vindhastighet för att uppskatta turbulent överföring mellan jordytan och det nedre vegetationstaket, och IBIS-1 och LSX använder en logaritmisk vind profil. Den totala evapotranspirationen från landytan behandlas som summan av tre vattenångflöden: avdunstning från markytan, avdunstning av vatten som fångas upp av vegetationstak och transpiration av baldakin.

IBIS simulerar variationerna av värme och fukt i jorden. De åtta lagren beskrivs i termer av jordtemperatur, volymetrisk vattenhalt och ishalt. Alla processer som sker i jorden påverkas av markens struktur och mängden organiskt material i jorden. En skillnad från de fysiologiska processerna i tidigare versioner av modellen är att IBIS-1 beräknar den maximala Rubisco- karboxyleringskapaciteten (Vm) genom att optimera nettoassimileringen av kol av bladet. IBIS-2 föreskriver konstanta värden på Vm för anläggningens funktionstypade (PFT). För att skala fotosyntes och transpiration från bladnivå till baldakinnivå, antar IBIS-2 att nettofotosyntesen inom baldakinen är proportionell mot APAR inom den.

Jordens biogeokemi

I den ursprungliga versionen av IBIS fanns det ingen explicit biogeokemimodell under jord för att fullborda flödet av kol mellan vegetation, detritus och organiskt material i marken . IBIS-2 inkluderar en ny markbiogeokemimodul.

Vidare läsning

Kucharik, CJ, JA Foley, C. Delire, VA Fisher, MT Coe, JD Lenters, C. Young-Molling, N. Ramankutty, JM Norman, ST Gower, Testa prestandan hos en dynamisk global ekosystemmodell: vattenbalans, kol balans och vegetationsstruktur, Global Biogeochem. Cycles, 14(3), 795-826, 10.1029/1999GB001138, 2000. http://www.agu.org/pubs/crossref/2000/1999GB001138.shtml
Foley, Jonathan A.; Prentice, I. Colin; Ramankutty, Navin; Levis, Samuel; Pollard, David; Sitch, Steven; Haxeltine, Alex, En integrerad biosfärmodell av markytprocesser, markbunden kolbalans och vegetationsdynamik
Global Biogeochemical Cycles, volym 10, nummer 4, sid. 603-628. http://adsabs.harvard.edu/abs/1996GBioC..10..603F
Integrated Biosphere Simulator Model (IBIS), version 2.5. Foley, JA, CJ Kucharik och D. Polzin. 2005. Integrated Biosphere Simulator Model (IBIS), version 2.5. Modellprodukt. Tillgänglig online [1] från Oak Ridge National Laboratory Distributed Active Archive Center, Oak Ridge, Tennessee, USA doi:10.3334/ORNLDAAC/808 http://daac.ornl.gov/MODELS/guides/IBIS_Guide.html
IBIS 2.6 (Integrated BIosphere Simulator). http://nelson.wisc.edu/sage/data-and-models/model-code.php