Modelado y Predicción de la Biosfera Terrestre

8. Modelado y Predicción de la Biosfera Terrestre

[pic 1]

Figura 8.5. Panel superior izquierdo: fitomasa simulada (es decir, biomasa verde más muerta) promediada durante los últimos 10 años de las simulaciones en los 3 procesos de la red australiana. Otro

paneles: Comparación de fitomasa simulada (línea) con rendimiento de fitomasa en pie

más hojarasca medida en diferentes sitios (símbolos) (Dyer et al., 1997). (Tenga en cuenta que cada tipo de símbolo corresponde a un conjunto de mediciones de biomasa y el promedio simulado

la fitomasa se sondea dos veces para permitir una comparación con la serie temporal de observaciones).

[pic 2]

Figura 8.6. Serie temporal de LAI verde (10 años) simulada por el modelo PPP en el

3 cuadrículas australianas que utilizan variables climáticas LMD6 GeM.

el desarrollo de estos modelos. En particular, es importante superar el problema de la escala y determinar cuáles son los procesos ecológicos y de superficie terrestre relevantes. Además, es fundamental encontrar algunas formas de probar y validar las predicciones a escala global de estos modelos. Dado que los modelos de biosfera deben estar vinculados a un modelo climático, parece fundamental pensar en los diferentes métodos de acoplamiento en el momento en que se desarrollan los modelos de biosfera. Eso implica que se requiere una estrecha colaboración con la comunidad de modelado climático. El papel de las necesidades del océano

también debe tenerse en cuenta en la modelización de las interacciones entre la biosfera y el medio ambiente global. Los experimentos que incluyen modelos oceánicos completamente dinámicos muestran diferentes retroalimentaciones biofísicas, por ejemplo, una retroacción positiva en el caso de la deforestación boreal (Bonan et al., 1992), o diferentes respuestas de la biosfera en experimentos mejorados de gases de efecto invernadero (Neilson y Drapek, 1998).

Simular la gama completa de interacciones entre la biosfera terrestre y los otros componentes del sistema terrestre es una tarea muy desafiante y requerirá el desarrollo de muchos tipos de modelos y muchos tipos de acoplamiento. Si bien esta área de investigación aún está en sus inicios, se ha logrado un progreso considerable en los últimos años y ahora estamos comenzando a comprender mejor las complejas respuestas de la biosfera y el clima a múltiples retroalimentaciones físicas, biofísicas y biogeoquímicas.

1. APAR
2. AVHRR
3. MURCIÉLAGOS
4. BGC
5. CPEP
6. DGVM
7. FPAR
8. MCG
9. GCTE
10. IBIS
11. IGBP
12. ISBA
13. LAI
14. LMD
15. NDVI
16. central nuclear
17. SECHIBA
18. IVA
19. SVI
20. PPA

1. Radiación fotosintéticamente activa absorbida
2. Radiómetro de muy alta resolución Advance
3. Esquema de Transferencia Biosfera-Atmósfera
4. Ciclos biogeoquímicos
5. Programa Clima, Personas y Medio Ambiente
6. Modelo dinámico de vegetación global
7. Eficiencia de absorción
8. Modelo de Circulación General
9. Cambio Global y Ecosistemas Terrestres
10. Simulador de Biosfera Integrado
11. Programa Internacional Geosfera-Biosfera
12. Interacciones Suelo Biosfera Atmósfera
13. Índice de área foliar
14. Laboratorio de Meteorología Dinámica
15. Índice de vegetación de diferencia normalizada
16. Productividad primaria neta
17. Schematisation des Echanges Hydriques a l'Interface entre

la Biosphre et I'Atmosphere

1. Esquema de Transferencia Suelo-Vegetación-Atmósfera
2. Índice de vegetación espectral
3. Modelo de Producción Vegetal y Fenología

9. Base teórica de los modelos biológicos en

Simulación Ambiental

9.1 Introducción

Las reacciones biológicas gobiernan muchos procesos ambientales. Por lo tanto, los modelos de procesos ambientales deben incorporar descripciones matemáticas de procesos biológicos, así como de procesos físicos y químicos. El modelo más utilizado para la descripción de reacciones catalizadas por enzimas y/o bacterias, crecimiento celular y relación presa-depredador es la llamada ecuación de Michaelis-Menton o Monod. Aunque existen modelos más complejos para la

descripción de esos procesos, las ecuaciones de tipo Monod son las ecuaciones predominantes utilizadas para describir las reacciones catalizadas por enzimas y/o bacterias, la cinética de crecimiento y la relación presa-depredador en el medio ambiente. Esto se debe en parte a las bajas concentraciones de sustrato y las lentas tasas de crecimiento y reacción, bajo cuyas condiciones, las ecuaciones de tipo Monod funcionan satisfactoriamente, por lo que no justifican una mayor complejidad. Además, las ecuaciones de tipo Monod se pueden incorporar fácilmente a las ecuaciones de transporte macroscópicas que a menudo se usan para describir procesos ambientales.

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