CMIP6 中陆地碳循环的表征
大气与海洋物理
2024-02-09 v1 地球与行星天体物理
地球物理
摘要
参与第六次耦合模式比较计划 (CMIP6) 的地球系统模型在陆地碳循环表征方面的改进包括：对碳循环和氮循环的交互式处理、光合作用的改进以及土壤水文学的改进。为了评估这些模型发展对全球碳循环各方面的影响，我们扩展了地球系统模型评估工具，将 CMIP5 和 CMIP6 的 CO2 浓度及排放驱动历史模拟与观测数据集进行比较。对于具有交互式氮循环的参与模型，CMIP5 中对光合作用 (GPP) 的高估在 CMIP6 中已基本解决，但在没有交互式氮循环的模型中仍然存在。这表明包含养分限制的重要性。在 CMIP5 和 CMIP6 中，模拟叶面积指数 (LAI) 仍然具有挑战性，且模型间存在较大差异。在地球系统模型 (ESM) 中，CMIP5 和 CMIP6 的多模型平均值很好地再现了全球平均陆地碳吸收量 (NBP)。然而，这是北半球 NBP 被低估的结果，而这一低估被南半球和热带地区的 NBP 高估所抵消。总体而言，与 CMIP5 相比，CMIP6 在陆地碳循环参数的模拟方面略有改进，但仍存在许多偏差，特别是针对 LAI 和 NBP 的模型需要进一步改进。尽管增加了过程真实性，排放驱动模拟的表现与浓度驱动模型相当。鉴于此，我们建议未来的 CMIP 阶段将排放驱动模拟作为 ESM 的标准，以便气候 - 碳循环反馈完全激活。氮限制的引入使得光合作用相比未包含该过程的模型有了大幅改进，这表明有必要将氮循环视为所有未来碳循环模型的必要组成部分。
引用
@article{arxiv.2402.05671,
title = {Representation of the Terrestrial Carbon Cycle in CMIP6},
author = {Bettina K. Gier and Manuel Schlund and Pierre Friedlingstein and Chris D. Jones and Colin Jones and Sönke Zaehle and Veronika Eyring},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.05671},
year = {2024}
}
备注
submitted to Biogeosciences, 82 pages, 18 figures