Simulador de biosfera integrado

IBIS-2 es la versión 2 del modelo de superficie terrestre Integrated Biosphere Simulator (IBIS), que incluye varias mejoras y adiciones importantes al modelo prototipo desarrollado por Foley et al. [1996]. IBIS fue diseñado para vincular explícitamente la superficie terrestre y los procesos hidrológicos, los ciclos biogeoquímicos terrestres y la dinámica de la vegetación dentro de un único marco físicamente consistente ^{[ 1 ].}

El modelo considera cambios transitorios en la composición y estructura de la vegetación en respuesta al cambio ambiental y, por lo tanto, se clasifica como un Modelo Dinámico Global de Vegetación ( DGVM ) ^{[ 2 ].} Esta nueva versión de IBIS ha mejorado las representaciones de la física de la superficie terrestre, la fisiología de las plantas , la fenología del dosel , las diferencias de los tipos funcionales de plantas (PFT) y la asignación de carbono . Además, IBIS-2 incluye un nuevo submodelo de biogeoquímica subterránea, que está acoplado a la producción de detritos (caída de hojarasca y recambio de raíces finas). Todos los procesos están organizados en un marco jerárquico y operan en diferentes pasos de tiempo, que van desde 60 minutos hasta 1 año. Este enfoque permite un acoplamiento explícito entre los procesos ecológicos, biofísicos y fisiológicos que ocurren en diferentes escalas de tiempo.

El módulo de superficie terrestre se basa en el paquete de modelos de transferencia de superficie terrestre (LSX) de Thompson y Pollard, ^{[ 3 ]} y simula el balance de energía, agua, carbono y momento del sistema suelo-vegetación-atmósfera. El modelo representa dos doseles de vegetación (por ejemplo, árboles frente a arbustos y pastos), ocho capas de suelo y tres capas de nieve (cuando se requiere). El esquema de transferencia radiativa solar de IBIS-2 se ha simplificado en comparación con LSX e IBIS-1; las fracciones iluminadas y sombreadas de los doseles ya no se tratan por separado. El modelo ahora sigue el enfoque de Sellers et al. [1986] y Bonan [1995]. La radiación infrarroja se simula como si cada capa de vegetación fuera un plano semitransparente; la emisividad del dosel depende de la densidad del follaje. Otra diferencia entre IBIS-2, IBIS-1 y LSX es que IBIS-2 utiliza una función lineal empírica de la velocidad del viento para estimar la transferencia turbulenta entre la superficie del suelo y la vegetación baja, mientras que IBIS-1 y LSX utilizan un perfil de viento logarítmico. La evapotranspiración total de la superficie terrestre se considera como la suma de tres flujos de vapor de agua: evaporación de la superficie del suelo, evaporación del agua interceptada por la vegetación y transpiración de la vegetación.

IBIS simula las variaciones de calor y humedad en el suelo. Las ocho capas se describen en términos de temperatura del suelo, contenido volumétrico de agua y contenido de hielo. ^{[ 4 ]} Todos los procesos que ocurren en el suelo están influenciados por la textura del suelo y la cantidad de materia orgánica dentro del suelo. Una diferencia con respecto a los procesos fisiológicos en la versión anterior del modelo es que IBIS-1 calcula la capacidad máxima de carboxilación de Rubisco (Vm) optimizando la asimilación neta de carbono por la hoja. ^{[ 5 ]} IBIS-2 prescribe valores constantes de Vm para el tipo funcional de planta (PFT). Para escalar la fotosíntesis y la transpiración desde el nivel de la hoja hasta el nivel del dosel, IBIS-2 asume que la fotosíntesis neta dentro del dosel es proporcional al APAR dentro del mismo.

En la versión original de IBIS ^{[ 6 ]} no existía un modelo explícito de biogeoquímica subterránea para completar el flujo de carbono entre la vegetación, los detritos y la materia orgánica del suelo . IBIS-2 incluye un nuevo módulo de biogeoquímica del suelo. ^{[ 7 ]}

• Kucharik, CJ, JA Foley, C. Delire, VA Fisher, MT Coe, JD Lenters, C. Young-Molling, N. Ramankutty, JM Norman, ST Gower, Prueba del rendimiento de un modelo dinámico de ecosistema global: balance hídrico, balance de carbono y estructura de la vegetación, Global Biogeochem. Cycles, 14(3), 795-826, 10.1029/1999GB001138, 2000. http://www.agu.org/pubs/crossref/2000/1999GB001138.shtml Archivado el 3 de abril de 2007 en Wayback Machine
• Foley, Jonathan A.; Prentice, I. Colin; Ramankutty, Navin; Levis, Samuel; Pollard, David; Sitch, Steven; Haxeltine, Alex, Un modelo integrado de la biosfera de los procesos de la superficie terrestre, el balance de carbono terrestre y la dinámica de la vegetación
• Ciclos biogeoquímicos globales, volumen 10, número 4, págs.  603-628. http://adsabs.harvard.edu/abs/1996GBioC..10..603F
• Modelo Integrado de Simulador de la Biosfera (IBIS), Versión 2.5. Foley, JA, CJ Kucharik y D. Polzin. 2005. Modelo Integrado de Simulador de la Biosfera (IBIS), Versión 2.5. Producto del modelo. Disponible en línea.del Centro de Archivo Activo Distribuido del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, Oak Ridge, Tennessee, EE. UU. doi:10.3334/ORNLDAAC/808 http://daac.ornl.gov/MODELS/guides/IBIS_Guide.html
• IBIS 2.6 (Simulador Integrado de la Biosfera). http://nelson.wisc.edu/sage/data-and-models/model-code.php