Enhancing environmental models with a new downscaling method for global radiation in complex terrain
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Abstract. Global radiation is a key climate input in forest process-based models (PBM) as it determines photosynthesis, transpiration and the canopy energy balance. While radiation is highly variable at fine spatial resolution in complex terrain due to shadowing effects, data required for PBM currently available over large extents are generally at spatial resolution coarser than ~9 km. Downscaling radiation from large-scale to high resolution available from digital elevation models is therefore of potential importance to refine global radiation estimates and improve PBM estimations. In this study, we introduce a new downscaling model that aims to refine sub-daily global radiation data obtained from climate reanalysis or projection at large scales to the resolution of a given digital elevation model. First, downscaling involves splitting radiation into direct and diffuse fraction. Then, the influence of surrounding mountains' shade on direct radiation and the “bowl” (deep valley) effect on diffuse radiation is considered. The model was evaluated by comparing simulated and observed radiation at the Mont Ventoux mountain study site (southeast of France) using the recent ERA5-Land hourly data available at 9 km resolution as input and downscaled at different spatial resolution (from 1 km to 30 m resolution) using a digital elevation model. The downscaling algorithm improved the reliability of radiation at the study site in particular at scales below 150 m. Finally, by using two different process based models (Castanea, a process-based model simulating tree growth, and SurEau, a plant-hydraulic model simulating hydraulic failure risk), we showed that accounting for fine resolution radiation can have a great impact on predictions of forest functions and climatic risks.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Enhancing environmental models with a new downscaling method for global radiation in complex terrain
- Date Crossref
- 15/07/2024
- Éditeur
- Copernicus GmbH
- Type
- posted-content
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Où se fait cette recherche
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Institut National de Recherche pour l'Agriculture pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Écologie des Forêts Méditerranéennes pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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EMMAH - Environnement Méditerranéen et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Centre for Research on Ecology and Forestry Applications pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Universitat de Barcelona pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Centre National de la Recherche Scientifique pays non établi dans la noticeOrganisme public
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École Pratique des Hautes Études pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Université de Montpellier pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Centre d'Écologie Fonctionnelle et Évolutive pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institut de Recherche pour le Développement pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Société Ecologie pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Institut National de Recherche pour l'Agriculture, Écologie des Forêts Méditerranéennes et Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse, avec 9 autres affiliations.
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