幕後文章已提供給生活學與國家科學基金會合作。想像一個氣候模型是黑匣子。你把東西放進去，你得到了一些東西。但是，當輸出完全出乎意料時會發生什麼？ “如果您沒有得到期望的結果，那就是您開始問為什麼的時候，”科羅拉多大學博爾德大學環境科學研究所的氣候建模者彼得·勞倫斯（Peter Lawrence）說。與研究所的同事湯姆·蔡斯（Tom Chase）合作，研究人員正在比較氣候模擬從社區土地模型中，這是政府間氣候變化2007年氣候變化報告的一組全球模型的一部分 - 反對觀察。模型模擬沒有檢查。儘管在模型的行星的陸地表面增加了多葉植被，但勞倫斯和蔡斯發現，模擬的氣候始終產生的降雨量少於實際觀察結果。蔡斯說：“想像一下，在地球上增加了更多的熱帶雨林，並變得更乾燥，更像沙漠般的氣候。” “這沒有道理。”
他們的直覺？模型中有一個障礙水週期。土地上的水最終通過兩個過程進入了大氣。在一個中，太陽的熱量直接從葉子表面，土壤和開放水源中蒸發水分。在另一種稱為蒸騰作品中，在與光合作用相關的氣體交換過程中，植物流失了水。這兩個過程通常被描述為蒸發蒸發。根據蔡斯（Chase）的說法，蒸騰作用是全球重要的加濕器，在全球範圍內貢獻了幾乎一半的蒸發。但是在社區土地模型中，蒸騰作用僅貢獻了15％ - 相反，裸露土壤中的蒸發量為大氣中的三倍。蔡斯說：“水是一個非常強大的氣候修飾符。” “它會影響表面溫度，降水和雲形成。如果我們無法捕獲氣候模型中的基本水文過程，我們將無法確定人類活動如何影響氣候系統。”
仔細觀察，勞倫斯和蔡斯發現，該模型的水文學是基於典型的小型流域的排水模式。然而，全球氣候模型中的一個點可以代表地球表面幾百平方英里。水文學根本沒有擴展到大小。結果，該模型橫向排出過多的水，幾乎沒有植物可以通過其根系吸收水分。反過來，氣氛是從裸露的地面上散發出大部分水分，而不是從鬱鬱蔥蔥的植被中散發出來。為了解決這個問題，勞倫斯和蔡斯決定從另一個陸地表面模型借用更簡單的水文學計劃。他們從社區陸地模型的土壤層中取出了橫向排水，並編程了該模型，以使水池在地面附近。他們還改變了植物通過其根系挖掘土壤水的方式。通過這些修改，他們發現他們能夠根據觀察結果模擬全球溫度和降水模式。他們的黑匣子輸入和輸出最終加起來。勞倫斯說：“複雜性並不總是能為您提供更好的大規模模擬。如果您不能正確地代表複雜的互動，那麼您可以保持簡單得多。”社區土地模型是CCSMNSF國家大氣研究中心開發的套房。這項特殊工作得到了NSF贈款ATM 0639838，ATM 0001476和ATM 0437538。找到本文基於的原始研究這裡。
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編者註：這項研究得到了國家科學基金會的支持（NSF），聯邦機構負責在科學和工程領域的所有領域資助基礎研究和教育。看到幕後存檔。
