Sensitivity evaluation of the Kudryavtsev permafrost model

Posted by CryoECNU on February 17, 2021

Kang Wang, Elchin Jafarov, Irina Overeem (2020), Sensitivity evaluation of the Kudryavtsev permafrost model. Science of the Total Environment:137538. DOI:10.1016/j.scitotenv.2020.137538

建模是评估当前和未来多年冻土空间分布和动态的一种重要方法,尤其是在北极等数据贫乏地区。 在这里,我们评估了基于物理学的分析模型——Kudryavtsev模型,该模型被广泛使用,因为它对数据的需求相对较少。 该模型最近被合并到组件建模工具箱中,允许在地质时标上对多年冻土和地貌过程进行耦合建模。 但是,以前尚未对其控制参数对多年冻土温度和活动层厚度的影响进行系统的敏感性分析。 我们通过蒙特卡洛模拟研究Kudryavtsev模型的敏感性,以生成输入参数的概率分布,并将预测结果与整个阿拉斯加实地多年冻土观测的综合基准数据集进行比较。 预测的多年冻土表面温度高度依赖于年平均气温(r = 0.78)、年温度幅值(-0.41)和冬季平均积雪厚度(0.30)。 当气温和积雪深度受到严格限制时,预测的多年冻土温度的不确定性相对较小(RMSE = 1°C)。 站点的模拟ALT与观测ALT之间的RMSE为〜0.08 m。 但是,在给定的气温和降雪条件下,土壤含水量偏差会显着影响建模的活动层厚度(RMSE = 0.1 m或观察到的活动层厚度的40%)。 如果土壤含水量具有较大偏差,则其他参数的改善可能不会显着改善Kudryavtsev模型的活动层模拟结果。