Perspectives sur l'avenir des modèles de surface terrestre et les défis de la représentation des systèmes terrestres complexes

Résumé Les modèles de surface terrestre (MST) sont un outil essentiel pour comprendre, projeter et prédire la dynamique de la surface terrestre et son rôle au sein du système terrestre, face au changement global. Motivée par la nécessité de répondre à un ensemble de questions clés, les MST ont évolué en complexité, passant de représentations simplifiées de la biophysique de la surface terrestre à un ensemble large de processus interconnectés couvrant les disciplines de la biophysique, de la biogéochimie, de l'hydrologie, de l'écologie des écosystèmes, de l'écologie des communautés, de la gestion humaine et des impacts sociétaux. Cette vaste portée et complexité, bien qu'justifiées par les problèmes que les MST visent à résoudre, ont entraîné d'énormes défis pour comprendre et attribuer les différences entre les prédictions des MST. Parallèlement, la large gamme d'échelles spatiales qui régulent l'hétérogénéité de la surface terrestre et le large éventail d'échelles temporelles dans la dynamique de la surface terrestre posent des défis pour représenter de manière tractable les processus dans les MST. Nous identifions trois "grands défis" dans le développement et l'utilisation des MST, centrés autour de ces questions : gérer la complexité des processus, représenter l'hétérogénéité de la surface terrestre et comprendre la dynamique paramétrique à travers l'ensemble des problèmes posés aux MST dans un monde en changement. Dans cette revue, nous discutons des progrès réalisés, ainsi que des directions prometteuses pour chaque défi.