view in publisher's site

Infiltration from the Pedon to Global Grid Scales: An Overview and Outlook for Land Surface Modeling

Abstract Core Ideas Land surface models (LSMs) show a large variety in describing and upscaling infiltration. Soil structural effects on infiltration in LSMs are mostly neglected. New soil databases may help to parameterize infiltration processes in LSMs. Infiltration in soils is a key process that partitions precipitation at the land surface into surface runoff and water that enters the soil profile. We reviewed the basic principles of water infiltration in soils and we analyzed approaches commonly used in land surface models (LSMs) to quantify infiltration as well as its numerical implementation and sensitivity to model parameters. We reviewed methods to upscale infiltration from the point to the field, hillslope, and grid cell scales of LSMs. Despite the progress that has been made, upscaling of local‐scale infiltration processes to the grid scale used in LSMs is still far from being treated rigorously. We still lack a consistent theoretical framework to predict effective fluxes and parameters that control infiltration in LSMs. Our analysis shows that there is a large variety of approaches used to estimate soil hydraulic properties. Novel, highly resolved soil information at higher resolutions than the grid scale of LSMs may help in better quantifying subgrid variability of key infiltration parameters. Currently, only a few LSMs consider the impact of soil structure on soil hydraulic properties. Finally, we identified several processes not yet considered in LSMs that are known to strongly influence infiltration. Especially, the impact of soil structure on infiltration requires further research. To tackle these challenges and integrate current knowledge on soil processes affecting infiltration processes into LSMs, we advocate a stronger exchange and scientific interaction between the soil and the land surface modeling communities.

Infiltration از the به مقیاس‌های گرید جهانی: مروری و چشم‌انداز برای مدلسازی سطحی زمین

چکیده ایده‌های اصلی مدل‌های سطح زمین (LSMs)تنوع زیادی در توصیف و نفوذ upscaling نشان می‌دهند. اثرات ساختاری خاک بر نفوذ در LSMs عمدتا نادیده گرفته می‌شوند. پایگاه‌های اطلاعاتی خاک جدید ممکن است به parameterize فرآیندهای نفوذ در LSMs کمک کنند. Infiltration در خاک یک فرآیند کلیدی است که بارش را در سطح زمین به رواناب سطحی و آبی تقسیم می‌کند که وارد پروفیل خاک می‌شوند. ما اصول اولیه نفوذ آب در خاک را بررسی کردیم و روش‌های مورد استفاده در مدل‌های سطح زمین (LSMs)را برای تعیین کمیت نفوذ و همچنین کاربرد عددی و حساسیت به پارامترهای مدل مورد بررسی قرار دادیم. ما روش‌هایی را در رابطه با نفوذ سطح بالا از نقطه به میدان، hillslope و مقیاس سلولی grid مورد بررسی قرار دادیم. با وجود پیشرفت‌هایی که صورت‌گرفته است، upscaling از فرآیندهای نفوذ در مقیاس محلی به مقیاس شبکه‌ای مورد استفاده در LSMs هنوز هم به شدت تحت درمان قرار دارد. ما هنوز یک چارچوب نظری منسجم برای پیش‌بینی شاره‌ای موثر و پارامترهایی که نفوذ کنترل در LSMs را کنترل می‌کنند، نداریم. تجزیه و تحلیل ما نشان می‌دهد که انواع گسترده‌ای از رویکردهای مورد استفاده برای تخمین خواص هیدرولیکی خاک وجود دارد. برای تعیین کمیت سنجی پارامترهای موثر پارامترهای نفوذ، اطلاعات خاک بسیار زیادی در resolutions های بالاتر نسبت به مقیاس شبکه‌ای of مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حال حاضر تنها چند LSMs تاثیر ساختار خاک بر خواص هیدرولیکی خاک را در نظر می‌گیرند. در نهایت، ما چندین فرآیند را شناسایی کردیم که هنوز در LSMs در نظر گرفته نشده اند که به شدت نفوذ نفوذ دارند. به خصوص، تاثیر ساختار خاک بر روی نفوذ به تحقیقات بیشتر نیاز دارد. برای مقابله با این چالش‌ها و ادغام دانش فعلی در فرآیندهای خاک موثر بر فرآیندهای نفوذ در LSMs، ما از یک تبادل قوی‌تر و تعامل علمی بین خاک و جوامع مدلسازی سطح زمین حمایت می‌کنیم.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Soil Science
  • ترجمه مقاله Soil Science
  • مقاله علوم خاک
  • ترجمه مقاله علوم خاک
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.