Addressing Challenges in Simulating Inter-annual Variability of Gross Primary Production
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Le résumé fourni par la source
A long-standing challenge in studying the global carbon cycle has been understanding the factors controlling inter–annual variation (IAV) of carbon fluxes, and improving their representations in existing biogeochemical models. Here, we compared an optimality-based model and a semi-empirical light use efficiency model to understand how current models can be improved to simulate IAV of gross primary production (GPP). Both models simulated hourly GPP and were parameterized for (1) each site–year, (2) each site with an additional constraint on IAV ( Cost IAV ), (3) each site, (4) each plant–functional type, and (5) globally. This was followed by forward runs using calibrated parameters, and model evaluations using Nash–Sutcliffe efficiency (NSE) as a model-fitness measure at different temporal scales across 198 eddy-covariance sites representing diverse climate–vegetation types. Both models simulated hourly GPP better (median normalized NSE: 0.83 and 0.85) than annual GPP (median normalized NSE: 0.54 and 0.63) for most sites. Specifically, the optimality-based model substantially improved from NSE of -1.39 to 0.92 when drought stress was explicitly included. Most of the variability in model performances was due to model types and parameterization strategies. The semi-empirical model produced statistically better hourly simulations than the optimality-based model, and site–year parameterization yielded better annual model performance. Annual model performance did not improve even when parameterized using Cost IAV . Furthermore, both models underestimated the peaks of diurnal GPP, suggesting that improving predictions of peaks could produce better annual model performance. Our findings reveal current modelling deficiencies in representing IAV of carbon fluxes and guide improvements in further model development.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Addressing Challenges in Simulating Inter-annual Variability of Gross Primary Production
- Date Crossref
- 28/01/2025
- Éditeur
- Wiley
- Type
- posted-content
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Où se fait cette recherche
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Max Planck Institute for Biogeochemistry pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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National Space Science Center pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Friedrich Schiller University Jena pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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James Cook University Australian SuperSite Network and Centre for Tropical Environmental and Sustainability Science pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Technical University of Denmark pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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ETH Zurich pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Czech Academy of Sciences pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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The University of Queensland pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Finnish Geospatial Research Institute pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Agroscope pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of British Columbia pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Antwerp pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Max Planck Institute for Biogeochemistry, National Space Science Center et Friedrich Schiller University Jena, avec 9 autres affiliations.
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