Iqlim modellari
CMIP6
Kelajakdagi iqlim stsenariylarini tahlil qilish, ko'p modelli doirada iqlim o'zgaruvchanligini tushunish va iqlim o'zgarishi ta'sirini baholash uchun CMIP6 ko'p modelli ansambli qo'llaniladi. CMIP iqlim modelini ishlab chiqish va Yer tizimini ilmiy tushunishni yaxshilashga qaratilgan yirik xalqaro sa'y-harakatlar bo'lib, Jahon iqlim tadqiqotlari dasturi (WCRP) tomonidan o'zining birgalikda modellashtirish bo'yicha ishchi guruhi (WGCM) orqali muvofiqlashtiriladi.Dunyo bo'ylab 30 dan ortiq tadqiqot guruhlari CMIP6 ga o'z hissalarini qo'shadilar. Hammasi bo'lib 21 ta namunaviy taqqoslash loyihalari WCRP ning Katta vazifalariga va CMIP6 ning asosiy ilmiy savollariga muvofiqligi uchun ma'qullandi. CMIP6 doirasida ishlab chiqarilgan model simulyatsiyalari ham baholangan va asosiy xalqaro iqlim baholashlari va muzokaralarida, jumladan IPCC baholash hisobotlarida ishlatilgan.
CMIP6 tomonidan ishlab chiqarilgan ma'lumotlar ISIMIP (Sektorlararo Ta'sir Modeli Interqiyoslash loyihasi) da qo'llaniladigan ta'sir modellari uchun asos bo'lib xizmat qiladi, bu esa Climate Impacts Online-da taqdim etilgan natijalarni asoslaydi.
CMIP6 haqida ko'proq o'qing: www.wcrp-climate.org
ISIMIP3b
Climate Impacts Online veb-portali uchun tarmoqlararo ta'sir modelini taqqoslash loyihasidan (ISIMIP) ob'ektiv ravishda sozlangan ISIMIP3b iqlim ma'lumotlaridan foydalanilgan. Ushbu ma'lumotlar to'plami CMIP6 arxividan olingan asl global iqlim modeli (GCM) natijalariga asoslangan. Ushbu ma'lumotlar to'plami haqida qo'shimcha ma'lumotni ISIMIP veb-saytida topishingiz mumkin
Noqonuniylikni tuzatish va statistik masshtabni pasaytirish uchun ISIMIP3BASD usuli va W5E5 v2.0 kuzatuv ma'lumotlar to'plami qo'llanildi (Lange, 2019a; Lange, 2020).
Ma'lumotlar uch davrni qamrab oladi:
- - sanoatdan oldingi (1601-1849)
- - Tarixiy (1850–2014)
- - Kelajak (2015–2100)
- - piControl (Sanoatdan oldingi nazorat tajribasi)
- - tarixiy
- - ssp126 (SSP1–RCP2.6)
- - ssp370 (SSP3–RCP7.0)
- - ssp585 (SSP5–RCP8.5)
ISIMIP3b ma'lumotlar to'plami iqlim o'zgaruvchilarining keng doirasini o'z ichiga oladi: yer yuzasiga yaqin nisbiy va solishtirma namlik, er yuzasiga yaqin shamol tezligi, kunlik maksimal, o'rtacha va minimal harorat, uzun to'lqinli va qisqa to'lqinli radiatsiya, qor yog'ishi, sirt havosi bosimi va jami yog'ingarchilik.
Agar Climate Impacts Online-dan yuklab olingan ma'lumotlar bilan ishlayotgan bo'lsangiz, iltimos , ISIMIP3b "sifatida keltirish" ma'lumotlariga muvofiq iqtibos keltiring.
ISIMIP3b ma'lumotlari quyidagi modellarni o'z ichiga oladi. Har bir havola ostida siz har bir aniq model haqida ko'proq ma'lumot topasiz:
| Model | Havola |
|---|---|
| GFDL-ESM4 | GFDL, ISIMIP kirish ma'lumotlari GFDL-ESM4 |
| IPSL-CM6A-LR | IPSL, ISIMIP kirish ma'lumotlari IPSL-CM6A-LR |
| MPI-ESM1-2-HR | Max-Planck-Meterologiya instituti, ISIMIP kirish ma'lumotlari MPI-ESM1-2-HR |
| MRI-ESM2-0 | Maks-Plank instituti, ISIMIP kirish ma'lumotlari MRI-ESM2-0 |
| UKESM1-0-LL | UKESM, ISIMIP kirish ma'lumotlari UKESM1-0-LL |
Modellar batafsil
GDFL-ESM4 CMIP6 loyihasining bir qismi bo'lgan GDFL-ESM4 iqlim modeli 2018 yilda chiqarilgan. U quyidagilardan iborat:
"aerozol: interaktiv (shu jumladan aerozolning bilvosita ta'siri), atmosfera: GFDL-AM4.1 (Kubik-sfera (c96) - 1 daraja nominal gorizontal ruxsat; 360 x 180 uzunlik/kenglik; 49 daraja; yuqori daraja 1 Pa), atmosChem: ATCHEM41-atmosfera (ATCHEM41) er: GFDL-LM4.1 (o'simlik yoshi va balandligi tuzilishi va tuproq mikroblarini aniq davolash bilan yangi vegetatsiya dinamikasi modeliga ega er modeli, kunlik yong'in, ekinlar, yaylovlar va o'tloq plitalari bilan), landIce: GFDL-LM4.1, okean: GFDL-OM4p5 (GFDL-MOM6, nominal - x60.75; triple) uzunlik/kenglik 75 daraja; yuqori panjara katakchasi 0-2 m), ocnBgchem: GFDL-COBALTv2, seaIce: GFDL-SIM4p5 (GFDL-SIS2,0, uch qutbli - nominal 0,5 deg; 720 x 576 radiatsiyaviy; toifalar; uzunlik5); MOM6 bilan moslik uchun C-grid dinamikasi Model Milliy Okean va Atmosfera Administratsiyasi, Geofizik suyuqliklar dinamikasi laboratoriyasi, Prinston, NJ 08540, AQSh (NOAA-GFDL) tomonidan mahalliy nominal o'lchamlarda: aerozol: 100 km, 100 km, er: 100 km. 100 km, quruqlik: 100 km, okean: 50 km, ocnBgchem: 50 km, dengiz Muz: 50 km."
Manba: WDC Climate - GDFL-ESM4
IPSL-CM6A-LR
IPSL-CM6A-LR iqlim modeli 2017 yilda chiqarilgan va CMIP loyihasining bir qismidir. Model tarkibiy qismlarni o'z ichiga oladi: "atmos: LMDZ (NPv6, N96; 144 x 143 uzunlik/kenglik; 79 daraja; eng yuqori daraja 80000 m), quruqlik: ORCHIDEE (v2.0, Suv/Uglerod/Energiya rejimi), okean: NEMO-OPA (eORCA12) primer; 332 uzunlik/kenglik 75 sathi; ocnBgchem: NEMO-PISCES, seaIce: NEMO-LIM3, Parij 75252, Frantsiya (IPSL) nominal o'lchamlari: km5: km2. 100 km, ocnBgchem: 100 km, dengiz muzligi: 100 km."
Manba: WDC Climate - GDFL-ESM4
MPI-ESM1-2-HR
MPI-ESM atmosfera va okean uchun birlashtirilgan umumiy aylanish modellaridan iborat, ECHAM6 (spektral T127; 384 x 192 uzunlik/kenglik; 95 daraja; eng yuqori daraja 0,01 hPa) va MPIOM (uch qutbli TP04, taxminan 0,4 gradus; 802 x uzunlik / kenglik; 802 x uzunlik / kenglik); hujayra 0-12 m) va er va o'simliklar JSBACH3.20 va dengiz biogeokimyosi HAMOCC6 uchun quyi tizim modellari. U Maks Plank Meteorologiya Instituti tomonidan boshqariladi, Gamburg 20146, Germaniya (MPI-M) mahalliy nominal o'lchamlarda: "aerozol: 100 km, atmosfera: 100 km, quruqlik: 100 km, quruqlik: yo'q, okean: 50 km, ocnBgchem: 50 km, dengiz: 50 km."
Manba: WDC Climate - GDFL-ESM4
MRI-ESM2-0
MRI-ESM2.0 modeli 2017 yilda chiqarilgan va Meteorologiya tadqiqot instituti, Tsukuba, Ibaraki 305-0052, Yaponiya (MRI) tomonidan boshqariladi. U quyidagi tarkibiy qismlarni o'z ichiga oladi: "aerozol: MASINGAR mk2r4 (TL95; 192 x 96 uzunlik/kenglik; 80 daraja; yuqori daraja 0,01 hPa), atmosfera: MRI-AGCM3,5 (TL159; 320 x 160 uzunlik/kenglik; 80, Ch sathda; h Pa1em); MRI-CCM2.1 (T42; 128 x 64 uzunlik/kenglik; 80 daraja; yuqori sathi 0,01 hPa), quruqlik: HAL 1,0, okean: MRI.COM4,4 (uch qutbli, asosan, 0,5 gradus kenglik/1 gradus uzunlik, shimoldan 0.0 gradusgacha meridional noziklik bilan; 360 x 364 uzunlik/kenglik 61 daraja; ocnBgchem: MRI.COM4.4, seaIce: MRI.COM4.4, aerozol: 250 km, atmosfera: 100 km, 2 km. okean: 100 km, ocnBgchem: 100 km, dengiz Muz: 100 km."
Manba: WDC Climate - GDFL-ESM4
UKESM1
UKESM1 NEMO okean modeli va CICE dengiz muzidan, shuningdek, TRIFFID dinamik o'simliklari bilan JULES quruqlik yuzasi modelidan iborat. Bundan tashqari, model UKCA yordamida atmosfera kimyosi va aerozollarni, MEDUSA bilan dengiz biogeokimyosini va BISICLES modeli bilan dinamik muz qatlamlarini simulyatsiya qiladi. Manba: UKESM - UKESM1
Manbalar:
Eyring, V., S. Bony, GA Meehl, CA Senior, B. Stevens, RJ Stouffer va KE Taylor, 2016: Birlashtirilgan modellar orasidagi taqqoslash loyihasining 6-bosqichi (CMIP6) eksperimental loyihalash va tashkil etishning umumiy ko'rinishi. Geoscientific Model Development, 9, 1937−1958, https://doi.org/10.5194/gmd-9-1937-2016.Lange, S .: ISIMIP3BASD (v1.0) bilan tendentsiyani saqlaydigan moyillikni sozlash va statistik pasaytirish, Geoscientific Model Development, 12, 3055–3070, https://doi.org/10.5194/gmd-12-3055-2019, 2019a.
Lange, S.: ISIMIP3BASD v2.4.1, https://doi.org/10.5281/zenodo.3898426, 2020.
ISIMIP3b
WGCM CMIP6
SWIM modeli
Ushbu mintaqada suv sektori o'zgaruvchilari ma'lumotlarini yaratish uchun alohida model ishlatilgan: Tuproq va suvning integratsiyalashgan modeli (SWIM).
Model nima qiladi?
SWIM mintaqaviy miqyosda iqlim va erdan foydalanish o'zgarishi ta'sirini o'rganish uchun maxsus ishlab chiqilgan, bu erda ta'sirlar namoyon bo'ladi va moslashish choralari ko'riladi. Model mezomiqyosdagi o'zaro bog'liq jarayonlarni simulyatsiya qiladi, masalan, oqim hosil bo'lishi, o'simliklar va ekinlarning o'sishi, ozuqa moddalari va uglerod aylanishi va eroziya. U daryo oqimi, hosildorlik, ozuqa moddalarining kontsentratsiyasi va yuklari kabi ko'plab namunaviy natijalarni taqdim etadi. Ushbu yondashuv mintaqaviy mavjud ma'lumotlardan (iqlim, erdan foydalanish va tuproq) va fikr-mulohazalarni hisobga olgan holda kunlik vaqt bosqichida yagona model doirasida barcha o'zaro bog'liq jarayonlarni simulyatsiya qilish imkonini beradi. Modelni sozlash va qayta ishlash GIS interfeysi (GRASS asosida) tomonidan qo'llab-quvvatlanadi. Modelda 3-darajali dezagregatsiya sxemasidan foydalaniladi: havza – pastki havzalar – gidrotoplar. Natijalar vaqt seriyalari va bir qator o'zgaruvchilar uchun xaritalar sifatida taqdim etiladi. SWIM daryo havzasi va mintaqaviy miqyos uchun oraliq murakkablik modelidir, chunki u a) oʻzaro bogʻlangan gidrologik, oʻsimlik va ozuqaviy jarayonlarning ishonchliroq ifodalanishi tufayli sof gidrologik va yogʻingarchilik-oqim modellariga qaraganda kengroqdir; b) keng tarqalgan mintaqaviy ma'lumotlarga asoslangan va murakkabroq gidrologik modellarga qaraganda osonroq parametrlangan bo'lishi mumkin.
Uni kim saqlaydi?
SWIM PIKning GitLab manba kodlari omborida 2-tadqiqot bo'limining mintaqaviy gidrologik modellashtirish guruhi tomonidan qo'llab-quvvatlanadi va yanada rivojlantiriladi. Rivojlanish Mishel Vortmann, Stefan Liersch va Fred Hattermann tomonidan muvofiqlashtiriladi.
Model jamiyatdagi boshqa modellardan nimasi bilan farq qiladi?
Gidrologik tsiklni simulyatsiya qilish (suv oqimi, er osti suvlari darajasi): boshqa taqqoslanadigan ekogidrologik va gidrologik modellarga qaraganda bir xil yoki yaxshiroq;Daryo havzasi miqyosida gidrologik siklni simulyatsiya qilish: kontinental miqyosdagi quruqlik modellari va suv resurslarining yirik modellariga qaraganda yaxshiroq va batafsilroq jarayon tavsifi;
Vegetatsiya jarayonlarini simulyatsiya qilish: odatda dinamik vegetatsiya jarayonlarini hisobga olmaydigan ko'plab gidrologik modellarga qaraganda yaxshiroq;
Suv sifatini simulyatsiya qilish: tuproq jarayonlarini ko'rsatmaydigan (yoki faqat kichik) kontseptual gidrologik modellarga qaraganda yaxshiroq;
Diffuz ifloslanishni simulyatsiya qilish: yaxshiroq vaqt va fazoviy o'lchamlari va dinamik landshaft jarayonlarini hisobga olgan holda boshqa tez-tez ishlatiladigan modellarga qaraganda yaxshiroq;
Yerdan foydalanish, qishloq xo'jaligini boshqarish, ekinlar hosildorligi va iqlim va erdan foydalanish o'zgarishlariga oid fikr-mulohazalar simulyatsiyasi: o'simliklarning o'sish jarayonlari kamaytirilgan boshqa modellarga qaraganda yaxshiroq.
Manbalar:
Krysanova, V., F. Hattermann, Sh. Huang, C. Hesse, T. Vetter, S. Liersch, H. Koch va ZW Kundzewicz, 2014. SWIM yordamida iqlim va erdan foydalanish o'zgarishi ta'sirini modellashtirish: bir nechta ilovalardan olingan saboqlar. Gidrologiya fanlari jurnali, qabul qilingan.Krysanova, F. Wechsung, J. Arnold, R. Srinivasan, J. Williams, 2000. PIK hisoboti Nr. 69 "SWIM (Tuproq va suv bilan integratsiyalangan model), foydalanuvchi qo'llanmasi", 239p. SWIM_qo‘llanma
Krysanova, V., Mueller-Wohlfeil, DI, Becker, A., 1998. Mezomiqyosli suv havzalari uchun fazoviy taqsimlangan gidrologik / suv sifati modelini ishlab chiqish va sinovdan o'tkazish. Ekologik modellashtirish, 106, 261-289.
Qishloq xo'jaligi modellari
Ekinlar hosildorligi o'zgaruvchilari uchun qishloq xo'jaligi ma'lumotlari ISIMIP3b qishloq xo'jaligi mahsuloti ma'lumotlaridan olingan. Ko'rsatilgan ma'lumotlar 11 xil qishloq xo'jaligi modellari ansamblidan iborat. Taqdim etilgan ma'lumotlar iqlim, tuproq va boshqaruv sharoitlari uchun umumlashtirilgan taxminlardan foydalangan holda butun dunyo bo'ylab ekinlarning o'sishini taqlid qiluvchi global ekin modellaridan olingan. Mintaqaviy muhitlar turlicha bo'lgani uchun bunday modellar odatda aniqlikni oshirish uchun mahalliy ma'lumotlar bilan kalibrlanadi. Bu erda ko'rsatilgan natijalar mintaqaviy sozlang qilinmagan va shuning uchun bu hudud uchun aniq hosildorlik darajasini ko'rsatmasligi mumkin. Ular aniq mahalliy qadriyatlarni emas, balki global yoki keng ko'lamli tendentsiyalarni aks ettiruvchi sifatida talqin qilinishi kerak.
Kirish sifatida ishlatiladigan qishloq xo'jaligi modellarining har biri haqida batafsil ma'lumotlar quyida keltirilgan
Ta'sir modeli - CYGMA1p74
CYGMA global tarmoqli ekin modelidir. Model uzunlik va kenglik bo'yicha 0,5 ° ruxsatda ishlaydi va kunlik vaqt qadamiga ega. Modelda ekinlarning rivojlanishi ekinning issiqlik talablariga nisbatan to'plangan o'sish darajasi kunlarining bir qismi sifatida modellashtirilgan. Bug'doy uchun faqat bahorgi bug'doy hisobga olinadi, chunki vernalizatsiya jarayoni hozirda modelga kiritilmagan. Barglarning o'sishi va qarishi vegetatsiya davrining ulushi bo'yicha barg maydoni indeksining egri chizig'ining belgilangan shakli yordamida hisoblanadi. Hosildorlik ekin tolasi tomonidan ushlab turilgan fotosintetik faol nurlanish, radiatsiyadan foydalanish samaradorligi (RUE), CO2 o'g'itlashning RUEga ta'siri va yig'ib olinadigan komponentga ajratilgan umumiy biomassa o'sishi ulushi bo'yicha hisoblanadi. Haqiqiy bug'lanishni hisoblash uchun qor qoplamining kichik modeli bilan birlashtirilgan tuproq suv balansining kichik modeli qo'llaniladi. Modelda ekinlarning rivojlanishi ekinning issiqlik talablariga nisbatan to'plangan o'sish darajasi kunlarining bir qismi sifatida modellashtirilgan. Bug'doy uchun faqat bahorgi bug'doy hisobga olinadi, chunki vernalizatsiya jarayoni hozirda modelga kiritilmagan. Barglarning o'sishi va qarishi vegetatsiya davrining ulushi bo'yicha barg maydoni indeksining egri chizig'ining belgilangan shakli yordamida hisoblanadi. Hosildorlik ekin tolasi tomonidan ushlab turilgan fotosintetik faol nurlanish, radiatsiyadan foydalanish samaradorligi (RUE), CO2 o'g'itlashning RUEga ta'siri va yig'ib olinadigan komponentga ajratilgan umumiy biomassa o'sishi ulushi bo'yicha hisoblanadi. Haqiqiy bug'lanishni hisoblash uchun qor qoplamining kichik modeli bilan birlashtirilgan tuproq suv balansining kichik modeli qo'llaniladi. Besh xil stress turi, ya'ni azot (N) tanqisligi, issiqlik, sovuqlik, suv tanqisligi va suvning haddan tashqari ko'pligi hisobga olinadi va bir kun uchun eng ko'p ustunlik qiladigan stress turi vegetativ o'sish davri uchun barg maydonining kunlik potentsial o'sishini va reproduktiv o'sish davri uchun hosildorlikni pasaytiradi. Modeldagi soya fasulyasining o'sishi va hosildorligi N tanqisligi stressiga bu erda ko'rib chiqilgan boshqa ekinlarga qaraganda kamroq sezgir, chunki soya azotni biriktiruvchi dukkakli o'simlikdir. N tanqisligidan tashqari barcha stress turlari kunlik ob-havoning funktsiyalari bo'lib, har bir ekinning bu stresslarga chidamliligi bilim fondi ko'payishi bilan ortadi. Bilimlar fondi 1961 yildan buyon har bir mamlakat uchun ma’lum eskirish darajasiga ega bo‘lgan qishloq xo‘jaligi bo‘yicha yillik davlat ilmiy-tadqiqot va ishlanmalar (ITI) xarajatlari yig‘indisi sifatida hisoblangan iqtisodiy ko‘rsatkich bo‘lib, u mamlakat fermerlari o‘rtasida agrotexnika va boshqaruvning o‘rtacha darajasini ifodalaydi. Modellashtirish bo'yicha batafsil ma'lumot Iizumi va boshqalarda mavjud. (2017).
Ta'sir modeli - CROVER
CROVER ISIMIP3a/b protokoli asosidagi 15 ta modeldan biri boʻlib, ISIMIP3a/b qishloq xoʻjaligi sektori natijalari uchun simulyatsiya asosini tashkil qiladi; Qishloq xoʻjaligi sektoridan olingan ISIMIP3a simulyatsiya maʼlumotlarining toʻliq texnik tavsifi uchun ushbu DOI havolasiga qarang: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2023/egusphere-2023-281/
Ta'sir modeli - EPIC-IIASA
EPIC asosidagi global tarmoqli ekinlarni modellashtirish tizimi "EPIC-IIASA" asosiy global qishloq xo'jaligi tizimlarini ekin ekish amaliyotlari, o'g'itlash va sug'orish amaliyotlari yoki saqlash va organik qishloq xo'jaligi variantlari va o'zgaruvchan muhit, jumladan iqlim o'zgarishi va tuproq degradatsiyasi kabi boshqaruv tadbirlariga javoban baholash uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, EPIC-IIASA ekin maydonlarini boshqarish tizimlari va ularning suv mavjudligi, tuproqdagi azot va fosfor darajalari va issiqxona gazlari emissiyasi kabi atrof-muhit ko'rsatkichlariga ta'sirini solishtirish uchun ishlatiladi.
Atrof-muhit siyosatining integratsiyalashgan iqlim modeli va iqlim, tuproq, er qoplami va erdan foydalanish bo'yicha global yoki mintaqaviy ma'lumotlar to'plamiga asoslanib, EPIC-IIASA ko'plab ekin turlarini va ularni turli ob-havo, topografik va tuproq sharoitlarida boshqarishni tahlil qilishi mumkin. U bir tomondan o'simliklarning o'sishi va hosildorligi, ikkinchi tomondan esa atrof-muhitga ta'siri va barqarorligi o'rtasidagi muvozanatni o'rganadi.
Misol uchun, EPIC-IIASA tuproq turiga va mavjud iqlim sharoitiga qarab, azot (N) kabi o'g'itlardan ozuqa moddalarining yaqin atrofdagi daryo va oqim tarmoqlariga qanchalik singib ketishini taxmin qilishi mumkin. Bu muammo tobora ortib borayotgan tashvish uyg'otmoqda, chunki qishloq xo'jaligida qo'llaniladigan N ning beshdan ikki qismi atrof-muhitga zararli ta'sir ko'rsatadigan ekotizimlar tomonidan yo'qoladi.
EPIC-IIASA barqaror qishloq xo'jaligi imkoniyatlarini tahlil qilishi mumkin, shu jumladan tuproq eroziyasini nazorat qilish, o'simlik qoldiqlarini boshqarish, tuproqning organik uglerod zaxirasini yaxshilash va GHG emissiyasini kamaytirish. Global va mintaqaviy EPIC-IIASA ilovalari global iqlim va oziq-ovqat xavfsizligi maqsadlariga erishishga hissa qo'shish uchun qishloq xo'jaligi tizimlari salohiyati haqida ma'lumot berishga yordam beradi.
Ta'sir modeli - ISAM
Integratsiyalashgan fanni baholash modeli (ISAM) - 0,5 ° × 0,5 ° fazoviy o'lchamlari va yarim soatdan yillik vaqt bosqichlarigacha bo'lgan ko'p vaqtli ruxsatlarga ega bo'lgan biogeokimyoviy va biogeofizikaviy birlashtirilgan model. U fotosintez, sirt gidrologiyasi, radiatsiya uzatish, uglerod taqsimoti va ekotizim nafas olish orqali turli xil er usti ekotizimlari uchun C, N, energiya va suv byudjetlarini simulyatsiya qiladi (Barman va boshq., 2014a, 2014b; Yang va boshq., 2009). Bundan tashqari, ISAM sayt darajasida, mintaqaviy va global miqyosda baholanadigan C3 va C4 oziq-ovqat ekinlari (makkajo'xori, soya, bug'doy va guruch) va bioenergiya o'tlari (miscanthus, g'or va alamo) uchun ekinlarning o'sish jarayonlarini o'z ichiga oladi (Gahlot va boshq., Lingi 2020). boshq., 2015; Song va boshqalar, 2013, 2015, 2016). ISAMga xos boʻlgan va hosildorlikni hisoblash uchun muhim boʻlgan baʼzi muhim xususiyatlar orasida (i) ekinlarga xos dinamik fenologiya va uglerodni taqsimlash sxemalari (Song va boshq., 2013, 2015), turli ekinlarning ekstremal ekologik sharoitlarga sezgirligini hisobga olish; (ii) barglar maydoni indeksi (LAI), soyabon balandligi va ildiz chuqurligidagi mavsumiy o'zgaruvchanlikni yaxshiroq ushlaydigan dinamik o'simlik tuzilmalari; (iii) chuqurlikda dinamik ildiz taqsimlash jarayonlari, bu simulyatsiya qilingan ildiz vositasida tuproq suvini qabul qilish va transpiratsiyani yaxshilaydi.
Ta'sir modeli - LDNDC
LandscapeDNDC ISIMIP3a/b protokoliga amal qiluvchi 15 ta modeldan biri boʻlib, ISIMIP3a/b qishloq xoʻjaligi sektori natijalari uchun simulyatsiya asosini tashkil etadi; Qishloq xoʻjaligi sektoridan olingan ISIMIP3a simulyatsiya maʼlumotlarining toʻliq texnik tavsifi uchun ushbu DOI havolasiga qarang: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2023/egusphere-2023-281/
Ta'sir modeli - LPJ-GUESS
Model Lindeskog va boshqalarda tasvirlangan LPJ-GUESS ning kesishga asoslangan versiyasidir. (2013). Bondeau va boshqalarda tasvirlanganidek, u erkin tarzda LPJmL ga asoslangan. (2007), lekin bir qancha muhim jihatlari bilan farq qiladi, jumladan, mamlakat darajasida kuzatilgan hosildorlikka moslashtirilmaganligi, yangi fenologiya sxemasi va ekinning etuklikka erishishi uchun zarur bo'lgan potentsial issiqlik birliklarining (PHU) dinamik hisobi. Ekish sanalari Waha va boshqalarga muvofiq dinamik tarzda hisoblanadi. (2012). Muayyan to'r kamerasida hosilning to'liq rivojlanishi uchun zarur bo'lgan PHU yig'indisi ekish paytidan boshlab namuna olish davrining oxirigacha (190 dan 245 kungacha) yig'ilgan issiqlik birligi summalarining 10 yillik o'rtacha o'rtacha qiymatidan foydalangan holda hisoblab chiqiladi (Lindeskog va boshq., 2013). Ekinlar to'liq rivojlangandan keyin yig'ib olinadi. PHU ning iqlimga nisbatan bunday dinamik o'zgarishi ekin navlarining hukmron iqlimga mukammal moslashishini ta'minlaydi. Modelning ushbu versiyasida N cheklovi aniq ko'rsatilmagan.
Ta'sir modeli - LPJmL
LPJmL - bu qishloq xo'jaligi tizimlari va quruqlikdagi gidrologik tsiklni qamrab olish uchun kengaytirilgan dinamik global o'simliklar modeli. U turli xil ekinlar, yaylov tizimlari va tabiiy o'simliklar dinamikasini vaqtincha simulyatsiya qilishga qodir va ekin simulyatsiyalarida turli boshqaruv jihatlarini hisobga olishi mumkin.
Ta'sir modeli - pDSSAT
pDSSAT ISIMIP3a/b protokoli asosidagi 15 ta modeldan biri boʻlib, ISIMIP3a/b qishloq xoʻjaligi sektori natijalari uchun simulyatsiya asosini tashkil etadi; Qishloq xoʻjaligi sektoridagi ISIMIP3 simulyatsiya maʼlumotlarining toʻliq texnik tavsifi uchun ushbu DOI havolasiga qarang: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2023/egusphere-2023-281/
pDSSAT parallellashtirilgan global usulda DSSAT kesish modelini ishga tushirish uchun pSIMS muhitidan foydalanadi. GGCMI/ISIMIP 3a/3b bosqichida (1 va 2-guruhlar) biz DSSAT-ning 4.6 versiyasidan foydalanamiz, u endi 3a ATTRICI bosqichi va 3b-bosqich 3b guruhi simulyatsiyalari uchun 4.8 versiyasiga yangilanadi.
Ta'sir modeli - PEPIC
PEPIC - bu Python-ga asoslangan Ekologik siyosatning integratsiyalashgan iqlim (EPIC) modeli.
Ta'sir modeli - PROMET
PROMET gidrologik er yuzasi jarayoni modeli bo'lib, u ekinlarning o'sishi va hosil shakllanishini modellashtirish uchun biofizik dinamik o'simliklar komponenti tomonidan kengaytirilgan. Farquhar va boshqalarning yondashuvlari asosida aniq birlamchi ishlab chiqarish va nafas olishni aniqlash uchun birinchi darajali jismoniy va fiziologik printsiplardan foydalanadi. (1980) va Ball va boshqalar. (1987), Yin va boshqalarning (2005) fenologiyasi va ikki qatlamli kanopi arxitektura komponenti bilan birlashtirilgan. PROMET aniq birlamchi ishlab chiqarish va fenologiyaning atrof-muhit sharoitlariga bog'liqligini, jumladan meteorologiya, C3 va C4 yo'llari uchun CO2 kontsentratsiyasi, shuningdek, suv va harorat stressini hisobga oladi. Kanop va tuproq ostidagi sirtning massa va energiya balansi har bir simulyatsiya vaqti bosqichi uchun iterativ ravishda yopiladi. Kanop va fenologik komponent rivojlanishning fenologik bosqichiga qarab soyabonning turli o'simlik organlariga assimilyatsiya qiladi. O'sish davrida meva fraktsiyasida to'plangan assimilyatsiyalar hosil hosil qilish uchun mavjud bo'lgan quruq biomassani aniqlaydi. Simulyatsiya ekin o'sishining atrof-muhit sharoitlariga (asosan yorug'lik, suv, harorat va shamol) chiziqli bo'lmagan reaktsiyalarini hisobga olish uchun soatlik vaqt bosqichida amalga oshiriladi. Kundalik iqlim modeli ma'lumotlarini soatlik qiymatlarga aylantirish TeddyTool v1.1 (Zabel and Poschlod 2023) tomonidan amalga oshiriladi. Ko'rib chiqilayotgan ekinning meteorologik va tuproqning o'ziga xos sharoitlariga reaktsiyasiga qarab, hosil yig'ib olishdan oldin suv, issiqlik yoki sovuq stress tufayli nobud bo'lishi mumkin. Ikkala holatda ham bu umumiy hosilning yo'qolishiga olib keladi.
Ta'sir modeli - SIMPLACE-LINTUL5
SIMPLACE - barqaror ekinlar va agroekotizimlar uchun ko'p qirrali modellashtirish va simulyatsiya tizimi hhttps://doi.org/10.1093/insilicoplants/diad006
Iqlim stsenariylari
Iqlim o'zgarishi bo'yicha hukumatlararo panelning (IPCC) beshinchi baholash hisoboti uchun "Reprezentativ kontsentratsiya yo'llari" (RCPs) deb ataladigan yo'llar ishlab chiqilgan. Ular 2011 yildan 2100 yilgacha bo'lgan davrda sodir bo'lishi mumkin bo'lgan issiqxona gazlari keltirib chiqaradigan radiatsiya drayvlarining turli darajalarini tavsiflaydi. Biroq, ular bilan birga borish uchun hech qanday ijtimoiy-iqtisodiy "rivoyatlar" kiritilmagan. So'nggi bir necha yil ichida iqlim bo'yicha olimlar, iqtisodchilar va energetika tizimi modelerlaridan iborat xalqaro guruh global jamiyat, demografiya va iqtisodiyotning keyingi asrda qanday o'zgarishi mumkinligini o'rganuvchi bir qator yangi "yo'llar"ni ishlab chiqdi. Ular "Birgalikda ijtimoiy-iqtisodiy yo'llar" (SSPs) sifatida tanilgan. SSPlar 2017 yilda nashr etilgan (Riahi va boshq., 2017) va ular 2021/2022 yillarda IPCC Oltinchi Baholash Hisobotida katta rol o'ynaydi.
SSPlar bugungi kunda mavjud bo'lganlardan tashqari, yangi iqlim siyosati mavjud bo'lmagan taqdirda kelajakdagi o'zgarishlarni tavsiflovchi asosiy stsenariylardir. Ular dunyo bosib o'tishi mumkin bo'lgan beshta yo'lni taklif qilishadi. Beshta SSP asosan aholining o'sishi, urbanizatsiya, iqtisodiy o'sish, ta'lim va sog'liqni saqlashga investitsiyalar, energiya tizimi va erdan foydalanish, texnologik rivojlanish sur'ati, shuningdek, turmush tarzi o'zgarishi kabi talab omillarida farqlanadi (Riahi va boshq., 2017).
RCP sifatida SSPlar ham o'z dizaynida to'liq emas, chunki ular faqat ijtimoiy kelajakdir, iqlim o'zgarishi ta'sirini o'z ichiga olmaydi. Bundan tashqari, ularda hech qanday yumshatish yoki moslashish choralari qo'llanilmaydi (O'Neill va boshq., 2020). Shu sababli, ClimateImpactsOnline turli xil ijtimoiy-iqtisodiy va radiatsiya stsenariylariga mos keladigan iqlim ma'lumotlarini vizualizatsiya qilish uchun uchta SSP-RCP kombinatsiyasidan foydalanadi.
“Barqarorlik” SSP1 - 2.6
Iqlim o'zgarishining past stsenariysi (SSP1) nisbatan barqaror yo'lni taqdim etadi, odatda "Yashil yo'ldan borish" deb ataladi. Stsenariy ta'lim va sog'liqni saqlash sohalariga yuqori investitsiyalar kiritishni nazarda tutadi. Bular demografik o'tishning tezlashishiga va ayniqsa rivojlanayotgan mamlakatlarda aholi sonining sekin o'sishiga olib keladi. Umuman olganda, inson farovonligiga kengroq e'tibor qaratilgan. Rivojlanish maqsadlariga erishish uchun ortib borayotgan majburiyat tufayli tengsizlik mamlakatlar bo'ylab ham, mamlakat ichida ham kamayadi. Iste'mol materialning past o'sishiga va resurslar va energiya intensivligini kamaytirishga qaratilgan. SSP1 asosiy stsenariysi iqlimni yumshatish va moslashishda kam qiyinchiliklarga ega, chunki iqlim maqsadlariga global miqyosda erishish mumkin (O'Neill va boshq., 2017). SSP1 2100 yilda kvadrat metr uchun 2,6 vatt quvvatli quvvat bilan birlashtirilgan.“Mintaqaviy raqobat” SSP3 - 7.0
"Mintaqaviy raqobat" deb ham ataladigan mo''tadil iqlim o'zgarishi stsenariysi (SSP3) qayta tiklangan millatchilik va mintaqaviy mojarolar bilan tavsiflanadi. Bu esa mamlakatlarni ichki yoki, eng ko‘p, mintaqaviy muammolarga ko‘proq e’tibor qaratishga undaydi. Masalan, energiya va oziq-ovqat xavfsizligi maqsadlariga faqat o'z mintaqasida erishiladi. Ta'lim va texnologik rivojlanishga investitsiyalar qisqaradi. Iqtisodiy rivojlanish sust, iste'mol moddiy ko'p va vaqt o'tishi bilan tengsizlik kuchayadi. Bundan tashqari, sanoatlashgan mamlakatlarda aholi o'sishi past, rivojlanayotgan mamlakatlarda esa yuqori. Umumiy SSP3 ekologik muammolarni hal qilish uchun past xalqaro ustuvorlik bilan tavsiflanadi (Fujimori va boshq., 2017). SSP3 stsenariysi kvadrat metr uchun 7 vattlik majburlash darajasi bilan birlashtirilgan.“Qo'zg'aluvchan qazilmalarni ishlab chiqish” SSP5 - 8,5
Ekstremal stsenariy (SSP5) jadal texnologik taraqqiyot va inson kapitalining rivojlanishi bilan tavsiflanadi. Global bozorlar tobora integratsiyalashgan. Shuningdek, inson va ijtimoiy kapitalni oshirish uchun sog'liqni saqlash, ta'lim va muassasalarga kuchli investitsiyalar kiritilmoqda. Shu bilan birga, bu butun dunyo bo'ylab ko'p miqdorda qazib olinadigan yoqilg'i resurslaridan foydalanish va resurs va energiya talab qiladigan turmush tarzini qabul qilish bilan bog'liq. Ijtimoiy va ekologik tizimlarni, shu jumladan kerak bo'lganda geo-muhandislik bilan boshqarish qobiliyatiga ishonch bor (Kriegler va boshq., 2017). ClimateImpactsOnline SSP5 stsenariysining har kvadrat metr uchun 8,5 vatt issiqxona gazlaridan kelib chiqadigan nurlanish darajasi bilan kombinatsiyasidan foydalanadi.Shuningdek qarang:
Umumiy ijtimoiy-iqtisodiy yo‘llar (SSPs): Umumiy ko‘rinish (plakat)
Manbalar:
O'Neill, B.C., Carter, T.R., Ebi, K. va boshqalar. Iqlim o'zgarishi stsenariysi doirasidagi yutuqlar va ehtiyojlar. Nat. Clim. Chang. 10, 1074–1084 (2020). https://doi.org/10.1038/s41558-020-00952-0
Riahi, K. et al., Umumiy ijtimoiy-iqtisodiy yo'llar va ularning energiya, erdan foydalanish va issiqxona gazlari emissiyasiga ta'siri: Umumiy ko'rinish, Global ekologik o'zgarish, 42-jild, 153-168 (2017). https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2016.05.009.
Kuzatuv ma'lumotlari
W5E5 ma'lumotlar to'plami kuzatilgan va qayta tahlil qilingan ma'lumotlardan iborat bo'lib, kuzatilgan ma'lumotlarni ifodalash uchun ishlatiladi. Bu taʼsir modeli oʻzaro taqqoslash loyihasining (ISIMIP3b) bir qismi boʻlib, bunda maʼlumotlar toʻplami taʼsirni baholashda noaniq tuzatish uchun foydalaniladi. Ma'lumotlar to'plami quruqlikka asoslangan WFDE5 ma'lumotlari va okeanga asoslangan ERA5 ma'lumotlar to'plamidan (ma'lumotlar va qayta tahlil ma'lumotlari) iborat (Cucchi va boshq., 2020, Hersbach va boshq., 2020). Qo'shimcha ma'lumot manbai - Global yog'ingarchilik iqlimi loyihasining 2.3 versiyasidagi yog'ingarchilik ma'lumotlari (Adler va boshq., 2003).
W5E5 1.0 versiyasi 1979 yildan 2017 yilgacha bo'lgan davr uchun ma'lumotlarni o'z ichiga oladi. Bu degani, 2011-2020 o'n yillikda atigi 6 yil mavjud va xuddi shunday farq xaritalari faqat 1991-2014 yillarga nisbatan. Biz ushbu o'n yillikda W5E5 ma'lumotlarini doimiy ravishda yangilab turamiz va xabar beramiz.
Ma'lumotlar to'plami gorizontal fazoviy ruxsatni 0,5 ° va kunlik vaqtinchalik ruxsatni ta'minlaydi.
Ma'lumotlar to'plamiga kiritilgan o'zgaruvchilar quyidagilardir: sirt yaqinidagi nisbiy namlik (qisqartma: hurs, birlik: %), sirt yaqinidagi solishtirma namlik (huss, kg kg-1), yog'ingarchilik (pr, kg m-2 s-1). ), qor oqimi (prsn, kg m-2 s-1), sirt havosi bosimi (ps, Pa), dengiz sathi bosimi (psl, Pa), pasayib borayotgan uzun to'lqinli sirt nurlanishi (rlds, Vt m-2),
tushayotgan qisqa to'lqinli sirt radiatsiyasi (rsds, Vt m-2), er yuzasiga yaqin shamol tezligi (sfcWind, m s-1), yer yuzasiga yaqin havo harorati (tas, K), kunlik maksimal sirt yaqin havo harorati (tasmax, K) , kunlik minimal yer yuzasiga yaqin havo harorati (tasmin, K), sirt balandligi (orog, m) va WFDE5-ERA5 niqobi (niqob, 1) (Lange, 2019).
O'zgaruvchilarning W5E5 ma'lumotlari quruqlik va okean bo'yicha, soatlik WFDE5 ma'lumotlarining kunlik o'rtacha ko'rsatkichlari. Er yuzidagi hurs, pr, psl, tasmax va tasmin va okeanik oʻzgaruvchilar tasmax va tasmin boshqa hisobda olinadi. Bu quyidagi veb-saytda tasvirlangan: WFDE5 okean ustidagi ERA5 bilan birlashgan quruqlik (W5E5)
Sozlamalar yorlig'ining Tarixiy ma'lumotlar bo'limida "Kuzatuvlar" ni tanlab, siz W5E5 ma'lumotlar to'plamining kuzatilgan ma'lumotlarini tasavvur qilishingiz mumkin.
Manbalar:
Adler, R. F., Huffman, G. J., Chang, A., Ferraro, R., Xie, P.-P., Janowiak, J., Nelkin, E. (2003). Versiya-2 Global yog'ingarchilik iqlimiy loyihasi (GPCP) oylik yog'ingarchilik tahlili (1979 yildan hozirgi kungacha). Gidrometeorologiya jurnali, 4(6), 1147–1167. doi:10.1175/1525-7541(2003)004<1147:tvgpcp>2.0.co;2
Cucchi, M., Weedon, G. P., Amici, A., Bellouin, N., Lange, S., Myuller Schmied, H., Hersbach, H., & Buontempo, C. (2020). WFDE5: ta'sirni o'rganish uchun noto'g'ri sozlangan ERA5 qayta tahlil ma'lumotlari. Yer tizimi haqidagi fan ma'lumotlari, 12(3), 2097–2120. https://doi.org/10.5194/essd-12-2097-2020
Hersbax, X., Bell, B., Berrisford, P., Xirahara, S., Horányi, A., Muñoz-Sabater, J., Nikolas, J., Peubey, C., Radu, R., Schepers, D. ., Simmons, A., Soci, C., Abdalla, S., Abellan, X., Balsamo, G., Bechtold, P., Biavati, G., Bidlot, J., Bonavita, M., ... Thepaut, J. N. (2020). ERA5 global qayta tahlili. Qirollik meteorologiya jamiyatining choraklik jurnali, 146 (730), 1999–2049. https://doi.org/10.1002/QJ.3803
Lange, Stefan (2019): Quruqlikdagi WFDE5 okean ustidagi ERA5 bilan birlashtirildi (W5E5). V. 1.0. GFZ Data Services. https://doi.org/10.5880/pik.2019.023
Lange, S.: ISIMIP3BASD v2.4.1, https://doi.org/10.5281/zenodo.3898426, 2020.
Tarixiy simulyatsiya maʻlumotlari
Iqlim modellarini sinovdan oʻtkazish (baholash) uchun oʻtmishdagi iqlim sharoitlari simulyatsiya qilinadi va kuzatilgan maʻlumotlar bilan taqqoslanadi. Modellardan kelajakdagi iqlim prognozlarining ishonchliligini tasdiqlashning muhim koʻrsatkichi sanoatdan oldingi davrdan hozirgi kungacha global oʻrtacha yer yuzasi haroratining simulyatsiya qilingan vaqt va fazoviy oʻzgarishidir.
Modellarning taqqoslangan tahlili loyihasida (Coupled Model Intercomparison Project / 6-bosqichi) ishtirok etishning bir qismi tarixiy modellashtirishdir. U CMIP va CMIP6 ning oʻziga xos fazasini yaxshiroq ajratish uchun “Diagnosis, Evaluation, and Characterization of Klima - Iqlimni tahlil qilish, baholash va tavsiflash“ (DECK) boʻlimiga qoʻshilgan. Ular, shuningdek, CMIP6 tomonidan tasdiqlangan “Model Intercomparison Projects (MIP) - modellararo taqqoslash loyihalari” uchun mezon boʻlib xizmat qiladi.
Simulyatsiyalar sanoatdan oldingi nazorat tajribasidan (piControl) boshlanadi. Keyinchalik, CMIP6 ga mos keladigan davriy oʻzgarishlarga bogʻliq boʻlgan turli xil omillar, masalan, issiqxona gazlari chiqindilari, yerdan foydalanish oqibatlari, aerozollar, quyosh ta’siri va boshqalar qoʻshiladi. Ular keyinchalik tarixiy sharoitlar haqida prognoz yaratadi. CMIP6 tarixiy simulyatsiyasi 1850 yildan 2014 yilgacha boʻlgan davrni qamrab oladi.
Sozlamalar qismining "Tarixiy simulyatsiya qilingan ma’lumotlar" boʻlimida siz iqlim modellarining oʻtgan davr iqlim simulyatsiyalarini hosil qilishingiz mumkin.
Manbalar:
Eyring, V., Bony, S., Meehl, G. A., Senior, C. A., Stevens, B., Stouffer, R. J., and Taylor, K. E.: Overview of the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) experimental design and organization, Geosci. Model Dev., 9, 1937-1958, doi:10.5194/gmd-9-1937-2016, 2016.WGCM CMIP6