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Carbon assimilation and modelling of the european land surface

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Verbesserung terrestrischer Ökosystemmodelle

Wissenschaftler des CAMELS-Konsortiums wendeten Inversionsmethoden an, um die Genauigkeit terrestrischer Ökosystemmodelle, wichtige Werkzeuge in der Umweltforschung, zu erhöhen.

Klimawandel und Umwelt

Terrestrische Ökosystemmodelle oder TEM (Terrestrial Ecosystem Models) simulieren den Austausch von Wärme, Impuls, Wasser, Kohlenstoff usw. zwischen dem Boden, Pflanzen, Bäumen und der umgebenden Atmosphäre. Wie andere Modelle auch sind TEM nicht perfekt, aber Wissenschaftler bemühen sich kontinuierlich, ihre Genauigkeit zu verbessern. Im Rahmen des CAMELS-Projekts hat sich das Max-Planck-Institut für Biogeochemie mit dem Met Office aus dem Vereinigten Königreich und dem LSCE (Laboratoire des Sciences du Climat et l'Environnement) zusammengeschlossen, um neue Techniken zur TEM-Validierung anzuwenden. Sie haben vor allem TEM-Variablen gegen Messungen des Nettoaustauschs (Net Ecosystem Exchange, NEE) von Kohlendioxid (CO2) und den latenten Wärmefluss (latent heat flux, LE) invertiert. Die TEM für das Energietransfer- und Hydrologiemodell der Biosphäre BETHY (Biosphere Energy Transfer and Hydrology Model) und ORCHIDEE (ORganizing Carbon and Hydrology In Dynamic EcosystEms - Organisation von Kohlenstoff und Hydrologie in dynamischen Ökosystemen) wurden eingesetzt. Sensitivitätsexperimente wurden durchgeführt, um die Hypothesen zu testen, die für das Inversionsverfahren notwendig sind. Die CAMELS-Gruppe fand dabei heraus, dass die sorgfältige Auswahl hochwertiger repräsentativer Daten, die besten Ergebnisse ergab. Jedoch war die Reproduktion einiger saisonbedingter Zyklen und phänologischer Parameter nicht sehr optimal. Sie empfahlen, dass pro Pflanzenart eine ausreichende Anzahl von Beobachtungsstationen benutzt werde, um irreführende Ergebnisse zu vermeiden. Nach einer Feineinstellung führte die Inversionstechnik allgemein zu einer besseren Übereinstimmung zwischen TEM-Output und Beobachtungen. Es wurden ein paar Schwächen festgestellt. Dazu gehörte, dass ORCHIDEE nicht zu den Auswirkungen extremer hydrologischer Ereignisse wie beispielsweise Dürren beisteuern kann. Die Modellentwickler von CAMELS arbeiten an der Aktualisierung der TEM, um diese Mängel zu beheben.

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