DOI: https://doi.org/10.26089/NumMet.v25r324

Новая параметризация землепользования для модуля наземного углеродного цикла Модели Земной системы ИВМ РАН

Авторы

  • А. Ю. Черненков
  • Е. М. Володин

Ключевые слова:

углеродный цикл
землепользование
климат
моделирование Земной системы

Аннотация

В данной работе представлена новая версия модуля углеродного цикла суши для семейства Моделей Земной системы ИВМ РАН. Ее основное отличие от предыдущей заключается в более подробном учете антропогенного влияния на наземные экосистемы. В статье описывается подготовка новой базы данных землепользования, иллюстрирующей изменения в пространственном распределении растительности с 1850 по 2100 годы. Кроме того, новая версия модели учитывает сбор урожая на возделываемых территориях. С исходной и модифицированной версиями модуля наземного углеродного цикла проведены вычислительные эксперименты, охватывающие как исторический период (1850–2014), так и возможный сценарий будущего (2015–2100). Получены оценки изменения глобальных запасов углерода суши по сравнению с концом прединдустриального периода. Также в работе предложен экономичный способ формирования начального состояния для углеродных пулов с помощью автономной версии модуля наземного углеродного цикла.

Загрузки

Опубликован

2024-09-10

Выпуск

Том 25 (2024): Выпуск 3.

Раздел

Методы и алгоритмы вычислительной математики и их приложения

Авторы

А. Ю. Черненков

Институт вычислительной математики имени Г. И. Марчука РАН (ИВМ РАН)
ул. Губкина, 8, 119333, Москва;
Институт географии РАН
Старомонетный переулок, дом 29, стр. 4., 119017, Москва;
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Институтский пер., 9, 141701, Долгопрудный
• младший научный сотрудник

Е. М. Володин

Институт вычислительной математики имени Г. И. Марчука РАН (ИВМ РАН)
ул. Губкина, 8, 119333, Москва;
Институт географии РАН
Старомонетный переулок, дом 29, стр. 4., 119017, Москва;
• ведущий научный сотрудник

Библиографические ссылки

  1. V. P. Masson-Delmotte, A. Zhai, S. L. Pirani, et al., Climate Change 2021: The Physical Science Basis (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2021).
    doi 10.1017/9781009157896
  2. P. Friedlingstein, M. O’Sullivan, M. W. Jones, et al., “Global Carbon Budget 2023,” Earth Syst. Sci. Data, 15 (12), 5301-5369 (2023).
    doi 10.5194/essd-15-5301-2023
  3. P. J. Lawrence, J. J. Feddema, G. B. Bonan, et al., “Simulating the Biogeochemical and Biogeophysical Impacts of Transient Land Cover Change and Wood Harvest in the Community Climate System Model (CCSM4) from 1850 to 2100,” J. Clim. 25 (9), 3071-3095 (2012).
    doi 10.1175/JCLI-D-11-00256.1
  4. D. M. Lawrence, G. C. Hurtt, A. Arneth, et al., “The Land Use Model Intercomparison Project (LUMIP) Contribution to CMIP6: Rationale and Experimental Design,” Geosci. Model Dev. 9 (9), 2973-2998 (2016).
    doi 10.5194/gmd-9-2973-2016
  5. V. Eyring, S. Bony, G. A. Meehl, et al., “Overview of the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) Experimental Design and Organization,” Geosci. Model Dev. 9 (5), 1937-1958 (2016).
    doi 10.5194/gmd-9-1937-2016
  6. G. C. Hurtt, L. Chini, R. Sahajpal, et al., “Harmonization of Global Land Use Change and Management for the Period 850-2100 (LUH2) for CMIP6,” Geosci. Model Dev. 13 (11) 5425-5464 (2020).
    doi 10.5194/gmd-13-5425-2020
  7. S. K. Liddicoat, A. J. Wiltshire, C. D. Jones, et al., “Compatible Fossil Fuel CO_2 Emissions in the CMIP6 Earth System Models’ Historical and Shared Socioeconomic Pathway Experiments of the Twenty-First Century,” J. Clim. 34 (8), 2853-2875 (2021).
    doi 10.1175/JCLI-D-19-0991.1
  8. E. M. Volodin, “Simulation of Present-Day Climate with the INMCM60 Model,” Izv. Atmos. Ocean. Phys. 59 (1), 16-22 (2023).
    doi 10.1134/s0001433823010139
  9. E. Volodin and V. Lykossov, “Parameterization of Heat and Moisture Transfer in the Soil-Vegetation System for Use in Atmospheric General Circulation Models:
  10. Formulation and Simulations Based on Local Observational Data,” Izv. Atmos. Ocean. Phys. 34 (4), 405-416 (1998).
  11. E. M. Volodin, “Atmosphere-Ocean General Circulation Model with the Carbon Cycle,” Izv. Atmos. Ocean. Phys. 43 (3), 266-280 (2007).
    doi 10.1134/s0001433807030024
  12. G. B. Bonan, “Land-Atmosphere Interactions for Climate System Models: Coupling Biophysical, Biogeochemical, and Ecosystem Dynamical Processes,” Remote Sens. Environ. 51 (1), 57-73 (1995).
    doi 10.1016/0034-4257(94)00065-U
  13. J. L. Dorman and P. J. Sellers, “A Global Climatology of Albedo, Roughness Length and Stomatal Resistance for Atmospheric General Circulation Models as Represented by the Simple Biosphere Model (SiB),” J. Appl. Meteorol. Climatol. 28 (9), 833-855 (1989).
    doi 10.1175/1520-0450(1989)028<0833: AGCOAR>2.0.CO;2
  14. M. F. Wilson and A. Henderson‐Sellers, “A Global Archive of Land Cover and Soils Data for Use in General Circulation Climate Models,” J. Climatol. 5 (2), 119-143 (1985).
    doi 10.1002/joc.3370050202
  15. B. C. O’Neill, C. Tebaldi, D. P. van Vuuren, et al., “The Scenario Model Intercomparison Project (ScenarioMIP) for CMIP6,” Geosci. Model Dev. 9 (9), 3461-3482 (2016).
    doi 10.5194/gmd-9-3461-2016
  16. M. Tarasevich, A. Sakhno, D. Blagodatskikh, et al., “Scalability of the INM RAS Earth System Model,” in Lecture Notes in Computer Science (Springer, Cham, 2024), Vol. 14388, pp. 202-216.
    doi 10.1007/978-3-031-49432-1_16

Лицензия

Copyright (c) 2024 А. Ю. Черненков, Е. М. Володин

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.