Simulation der biogeochemischen und biogeophysikalischen Auswirkungen von vorübergehenden Landnutzungsänderungen und Holzernte im Community Climate System Model (CCSM4) von 1850 bis 2100

Um die Klimaauswirkungen von historischen und prognostizierten Landnutzungsänderungen im Community Climate System Model, Version 4 (CCSM4), zu bewerten, wurden neue Zeitreihen von vorübergehenden Community Land Model, Version 4 (CLM4) Pflanzenfunktionstyp (PFT) und Holzernteparametern entwickelt. Die neuen Parameter erfassen die Dynamik der Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) Landnutzungsänderungen und Holzernteverläufe für den historischen Zeitraum von 1850 bis 2005 sowie für die vier repräsentativen Konzentrationspfade (RCP) Szenarien von 2006 bis 2100. Die Analyse der biogeochemischen Auswirkungen von Landnutzungsänderungen in CCSM4 zeigt, dass das Modell einen historischen kumulierten Landnutzungsfluss von 127,7 PgC von 1850 bis 2005 ergab, was im Allgemeinen mit anderen globalen Schätzungen von 156 PgC für denselben Zeitraum übereinstimmt. Die biogeophysikalischen Auswirkungen der vorübergehenden Landnutzungsänderungsparameter waren eine Abkühlung der near-surface Atmosphäre über Land um −0,1°C, durch erhöhtes Oberflächenalbedo und reduzierte Absorption der kurzwelligen Strahlung. Wenn sie mit anderen vorübergehenden klimatischen Antrieben kombiniert wurden, wurde das höhere Albedo durch die Landnutzungsänderung durch die abnehmende Schneealbedo aufgrund von Rußablagerungen und Erwärmung in hohen Breiten ausgeglichen. Die zukünftigen CCSM4 RCP-Simulationen zeigten, dass die CLM4 vorübergehenden PFT-Parameter verwendet werden können, um eine Vielzahl von Szenarien zur Landnutzungsänderung darzustellen. Im Aufforstungsszenario des RCP 4.5 simulierte CCSM4 einen Abbau von 67,3 PgC aus der Atmosphäre in die terrestrischen Ökosysteme und Produktpools. Im Gegensatz dazu führte das RCP 8.5-Szenario mit Abholzung und hoher Holzernte zur Freisetzung von 30,3 PgC, die derzeit im Ökosystem gespeichert sind.