Международный коллектив ученых спроектировал и оптимизировал временную сеть вихревой ковариации в высоких широтах

Дайджест исследований

Экосистемы в высоких широтах быстро меняются в ответ на изменение климата. Для понимания изменений потоков углерода в сезонных и многодекадных временных масштабах необходимы долгосрочные измерения in situ с помощью вихревых ковариационных сетей. Однако в высокоширотной сети вихревых ковариаций имеются большие пространственно-временные пробелы. В данном случае мы использовали индекс относительной ошибки экстраполяции в укрупненной валовой первичной продукции на основе машинного обучения в качестве меры репрезентативности сети и основы для оптимизации сети. Мы показали, что индекс относительной ошибки экстраполяции неуклонно снижался с 2001 по 2020 год, что свидетельствует об уменьшении ошибок при апскейлинге. В экспериментах, где мы ограничиваем активность сайта, устанавливая максимальную продолжительность или прекращая измерения в фиксированное время, эти ошибки значительно возрастают, в некоторых случаях отбрасывая состояние сети более чем на десятилетие назад. Наши эксперименты также показывают, что при равной активности объектов в различных теоретических сетях более разветвленная конструкция с короткими измерениями функционирует лучше с точки зрения крупномасштабной репрезентативности, чем сеть с меньшим количеством долгосрочных вышек. Мы разработали метод выбора оптимального добавления сайтов для расширения сети, который сочетает в себе объективный подход к моделированию и экспертные знания. Этот метод значительно превосходит неуправляемое расширение сети и может компенсировать неоптимальный выбор человека. Для канадской Арктики мы показали несколько сценариев оптимизации и обнаружили, что добавление новых участков очень полезно для канадской высокой Арктики и северо-восточной тундры. В целом, важно поддерживать участки в активном состоянии и, по возможности, вкладывать дополнительные средства в исследование новых стратегических мест.

Исследование опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024JG008406