幕后文章已提供给生活学与国家科学基金会合作。想象一个气候模型是黑匣子。你把东西放进去，你得到了一些东西。但是，当输出完全出乎意料时会发生什么？ “如果您没有得到期望的结果，那就是您开始问为什么的时候，”科罗拉多大学博尔德大学环境科学研究所的气候建模者彼得·劳伦斯（Peter Lawrence）说。与研究所的同事汤姆·蔡斯（Tom Chase）合作，研究人员正在比较气候模拟从社区土地模型中，这是政府间气候变化2007年气候变化报告的一组全球模型的一部分 - 反对观察。模型模拟没有检查。尽管在模型的行星的陆地表面增加了多叶植被，但劳伦斯和蔡斯发现，模拟的气候始终产生的降雨量少于实际观察结果。蔡斯说：“想象一下，在地球上增加了更多的热带雨林，并变得更干燥，更像沙漠般的气候。” “这没有道理。”
他们的直觉？模型中有一个障碍水周期。土地上的水最终通过两个过程进入了大气。在一个中，太阳的热量直接从叶子表面，土壤和开放水源中蒸发水分。在另一种称为蒸腾作品中，在与光合作用相关的气体交换过程中，植物流失了水。这两个过程通常被描述为蒸发蒸发。根据蔡斯（Chase）的说法，蒸腾作用是全球重要的加湿器，在全球范围内贡献了几乎一半的蒸发。但是在社区土地模型中，蒸腾作用仅贡献了15％ - 相反，裸露土壤中的蒸发量为大气中的三倍。蔡斯说：“水是一个非常强大的气候修饰符。” “它会影响表面温度，降水和云形成。如果我们无法捕获气候模型中的基本水文过程，我们将无法确定人类活动如何影响气候系统。”
仔细观察，劳伦斯和蔡斯发现，该模型的水文学是基于典型的小型流域的排水模式。然而，全球气候模型中的一个点可以代表地球表面几百平方英里。水文学根本没有扩展到大小。结果，该模型横向排出过多的水，几乎没有植物可以通过其根系吸收水分。反过来，气氛是从裸露的地面上散发出大部分水分，而不是从郁郁葱葱的植被中散发出来。为了解决这个问题，劳伦斯和蔡斯决定从另一个陆地表面模型借用更简单的水文学计划。他们从社区陆地模型的土壤层中取出了横向排水，并编程了该模型，以使水池在地面附近。他们还改变了植物通过其根系挖掘土壤水的方式。通过这些修改，他们发现他们能够根据观察结果模拟全球温度和降水模式。他们的黑匣子输入和输出最终加起来。劳伦斯说：“复杂性并不总是能为您提供更好的大规模模拟。如果您不能正确地代表复杂的互动，那么您可以保持简单得多。”社区土地模型是CCSMNSF国家大气研究中心开发的套房。这项特殊工作得到了NSF赠款ATM 0639838，ATM 0001476和ATM 0437538。找到本文基于的原始研究这里。
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编者注：这项研究得到了国家科学基金会的支持（NSF），联邦机构负责在科学和工程领域的所有领域资助基础研究和教育。看到幕后存档。
