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IBIS-2

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

IBIS-2 é um simulador computadorizado dos ecossistemas terrestres da Terra.[1] É a segunda versão do modelo de superfície terrestre Integrated Biosphere Simulator (IBIS) que inclui importantes melhorias ao modelo protótipo desenvolvido por Foley et al. [1996].

Desenvolvido por cientistas no SAGE (Center for Sustainability and the Global Environment), o IBIS foi projetado para ligar explicitamente processos de superfície terrestre e hidrológicos, ciclos biogeoquímicos terrestres, e dinâmica da vegetação em um único framework fisicamente consistente [Kucharik et al. 2000]. O modelo considera mudanças transientes na composição e estrutura da vegetação em resposta a mudanças no meio ambiente e é, portanto, classificado como um Modelo de Vegetação Global Dinâmica (DGVM, do inglês Dynamic Global Vegetation Model) [Steffeen et al. 1992; Walker, 1994; W. Cramer et al., Dynamic responses of global terrestrial vegetation changes in CO2 and climate, submitted to Global Change Biology, 1999]. Esta nova versão do IBIS possui representações aperfeiçoadas da física da superfície, fisiologia das plantas, fenologia do dossel, diferenças de tipos funcionais de plantas (PFTs, do inglês Plant Functional Type), e alocação de carbono. Além do mais, o IBIS-2inclui um novo sub-modelo de biogeoquímica do subsolo, que é acoplado a produção de detritos. Todos os processos são organizados em um framework hierárquico, e operam em diferentes intervalos de tempo, variando de 60 minutos a 1 ano. Tal abordagem permite o acoplamento explícito entre processos ecológicos, biofísicos e fisiológicos ocorrendo em diferentes escalas de tempo.

Estrutura do IBIS

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O módulo de superfície terrestre é baseado no pacote de modelo de transferência de superfície terrestre (LSX) de Thompson and Pollard [1995a,b], e simula o balanço de energia, água, carbono e momentum do sistema solo-vegetação-atmosfera. O modelo representa dois dosséis (e.g árvores versus arbustos e gramíneas), oito camadas de solo e três camadas de neve (quando necessário).

O esquema de transferência radiativa solar do IBIS-2 foi simplificado em comparação com o LSX e o IBIS-1; frações ensolaradas e sombreadas dos dosséis não são mais tratadas separadamente. O modelo agora segue a abordagem de Sellers et al. [1986] e Bonan [1995]. Radiação infravermelha é simulada como se cada camada de vegetação fosse um plano semi-transparente; a emissividade do dossel depende da densidade da folhagem.

Outra diferença entre o IBIS-2 e o IBIS-1 e LSX é que o IBIS-2 usa uma função linear empírica da velocidade do vento para estimar transferências turbulentas entre a superfície do solo e o dossel inferior. O IBIS-1 e o LSX usam um perfil do vento logarítimico.

A evapotranspiração total da superfície terrestre é tratada como a soma de três fluxos de vapor d água: evaporação da superfície do solo, evaporação da água interceptada pelos dosséis da vegetação e transpiração do dossel.

O IBIS simula as variações de calor e umidade no solo. As oito camadas de solo são descritas em termos de temperatura do solo, volume de água e quantidade de gelo [Pollard and Thompson, 1995; Foley et al. 1996]. Todos os processos ocorrendo no solo são influenciados pela textura do solo e quantidade de matéria orgânica nele.

Uma diferença dos processos fisiológicos da versão anterior do modelo é que o IBIS-1 calcula a capacidade de Rubisco máxima (Vm) otimizando a assimilação líquida de carbono pela folha [Haxeltine and Prentice, 1996]. IBIS-2 determina valores constantes de Vm para os tipos funcionais de plantas.

Biogeoquímica do solo

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Na versão origina do IBIS [Foley et al. 1996] não havia um modelo de biogeoquímica de subsolo para o fluxo completo de carbono entre a vegetação, detritos e reservatórios e matéria orgânica no solo. O IBIS-2 inclui um novo módulo de biogeoquímica do solo [Kucharik et al., submitted manuscript, 1999].

Referências

  1. Nelson Institute for Environmental Studies; Center for Sustainability and the Global Environment. «IBIS (Integrated BIosphere Simulator)». Página do SAGE na Internet (em inglês). University of Wisconsin-Madison. Consultado em 28 de setembro de 2011. Arquivado do original em 12 de junho de 2007 

Kucharik, C. J., J. A. Foley, C. Delire, V. A. Fisher, M. T. Coe, J. D. Lenters, C. Young-Molling, N. Ramankutty, J. M. Norman, S. T. Gower, Testing the performance of a Dynamic Global Ecosystem Model: Water balance, carbon balance, and vegetation structure, Global Biogeochem. Cycles, 14(3), 795-826, 10.1029/1999GB001138, 2000. http://www.agu.org/pubs/crossref/2000/1999GB001138.shtml

Foley, Jonathan A.; Prentice, I. Colin; Ramankutty, Navin; Levis, Samuel; Pollard, David; Sitch, Steven; Haxeltine, Alex, An integrated biosphere model of land surface processes, terrestrial carbon balance, and vegetation dynamics Global Biogeochemical Cycles, Volume 10, Issue 4, p. 603-628. http://adsabs.harvard.edu/abs/1996GBioC..10..603F

Integrated Biosphere Simulator Model (IBIS), Version 2.5. https://web.archive.org/web/20070821062540/http://www.daac.ornl.gov/MODELS/guides/IBIS_Guide.html

IBIS (Integrated BIosphere Simulator). https://web.archive.org/web/20070612005352/http://www.sage.wisc.edu/download/IBIS/ibis.html