کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8886759 1627899 2017 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Models for estimating photosynthesis parameters from in situ production profiles
ترجمه فارسی عنوان
مدل های برای برآورد پارامترهای فتوسنتز از پروفیل های تولید در محل
کلمات کلیدی
توزیع تابش فتوسنتز، پارامترهای فتوسنتز، مشخصات تولید، بازیابی پارامتر، مدل طیفی، تولید آب آبی،
ترجمه چکیده
میزان جذب کربن در مدل تولید اولیه تولید فیتوپلانکتون به صورت ریاضی با توابع تابش فتوسنتز تجویز شده است که شار نور (انرژی) را به یک شار مواد (کربن) تبدیل می کند. اطلاعات مربوط به این میزان در پارامترهای فتوسنتز وجود دارد: شیب اولیه و تعداد جذب. دقیق بودن مقادیر پارامتر برای محاسبه دقیق تولید اولیه بسیار مهم است. در اینجا ما از یک مدل تولید روزانه بر اساس مجموعه ای از توابع تابش فتوسنتز استفاده می کنیم و از پارامترهای فتوسنتز استخراج از پروفیل های تولید روزانه در منطقه در ایستگاه الحاوی اقیانوس هاوایی استفاده می کنیم. برای هر تابع مقدار مقادیر پارامترها را بازبینی می کنیم، توزیع پارامترها را تعیین می کنیم و مهارت مدل را کم می کنیم. ما مشاهده می کنیم که انتخاب تابع تابش فتوسنتز برای برآورد پارامترهای فتوسنتز، بر میزان مقادیر پارامترها به عنوان بهبود یافته از پروفایل های درونی تاثیر می گذارد. ما همچنین با مشکل پارامتر تبادل بین مدل ها و تاثیر آن بر عملکرد مدل مواجه هستیم. همه مدلها قبل یا قبل از مبادله پارامتر نسبتا کمی یا هیچ تعصب نشان داده شده اند، اما تبعیض قابل توجهی بعد از تغییر پارامترها. بهترین عملکرد مدل ناشی از استفاده از مقادیر پارامتر بهینه است. فرمول بندی مدل با توجه به اثرات طیفی و به دست آوردن یک راه حل تحلیلی طیفی برای مشخصات تولید روزانه ادامه یافت. مشخصات تولید روزانه نیز با وابستگی به زمان وابسته به رشد زیست توده تنظیم شده توسط معادله رشد فرموله شده است. کار بر روی بازسازی پارامترها با کشف چگونگی استخراج پارامترهای فتوسنتز از اطلاعات مربوط به تولید آب آبی دانه بیشتر شد. نشان داده شد که چگونه مقادیر پارامترها را براساس خطی سازی یک راه حل کامل تحلیلی برای تولید عادی آب آبی و از خود راه حل بدون خطی سازی نشان می دهد. این مقاله مکمل کارهای قبلی در مدل های تابش فتوسنتز با تحلیل مهارت و ثبات توابع تابش اشعه فتوسنتز و پارامترهای مدل سازی پروفیل های تولید در محل است. با توجه به نتایج به دست آمده در این کار، ما استدلال می کنیم که انتخاب مدل تولید اولیه باید داده های موجود را منعکس کند و این مدل ها باید براساس ارزیابی پارامترها مورد استفاده قرار گیرند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه علوم زمین و سیارات زمین شناسی
چکیده انگلیسی
The rate of carbon assimilation in phytoplankton primary production models is mathematically prescribed with photosynthesis irradiance functions, which convert a light flux (energy) into a material flux (carbon). Information on this rate is contained in photosynthesis parameters: the initial slope and the assimilation number. The exactness of parameter values is crucial for precise calculation of primary production. Here we use a model of the daily production profile based on a suite of photosynthesis irradiance functions and extract photosynthesis parameters from in situ measured daily production profiles at the Hawaii Ocean Time-series station Aloha. For each function we recover parameter values, establish parameter distributions and quantify model skill. We observe that the choice of the photosynthesis irradiance function to estimate the photosynthesis parameters affects the magnitudes of parameter values as recovered from in situ profiles. We also tackle the problem of parameter exchange amongst the models and the effect it has on model performance. All models displayed little or no bias prior to parameter exchange, but significant bias following parameter exchange. The best model performance resulted from using optimal parameter values. Model formulation was extended further by accounting for spectral effects and deriving a spectral analytical solution for the daily production profile. The daily production profile was also formulated with time dependent growing biomass governed by a growth equation. The work on parameter recovery was further extended by exploring how to extract photosynthesis parameters from information on watercolumn production. It was demonstrated how to estimate parameter values based on a linearization of the full analytical solution for normalized watercolumn production and from the solution itself, without linearization. The paper complements previous works on photosynthesis irradiance models by analysing the skill and consistency of photosynthesis irradiance functions and parameters for modeling in situ production profiles. In light of the results obtained in this work we argue that the choice of the primary production model should reflect the available data and these models should be data driven regarding parameter estimation.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Progress in Oceanography - Volume 159, December 2017, Pages 255-266
نویسندگان
, , , ,