A simplified permafrost-carbon model for long-term climate studies with the CLIMBER-2 coupled earth system model

• Published in: Geoscientific Model Development
• Main Authors: Crichton, K., Roche, Didier M., Krinner, G., Chappellaz, J.
• Other Authors: Université Grenoble Alpes 2016-2019 (UGA 2016-2019 ), Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement Gif-sur-Yvette (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Modélisation du climat (CLIM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2014
• Subjects: [SDE]Environmental Sciences; permafrost
• Online Access: https://insu.hal.science/insu-01204694; https://insu.hal.science/insu-01204694/document; https://insu.hal.science/insu-01204694/file/GEOSCIENTIFIC%20MODEL%20DEVELOPMENT.pdf; https://doi.org/10.5194/gmd-7-3111-2014

International audience We present the development and validation of a simplified permafrost-carbon mechanism for use with the land surface scheme operating in the CLIMBER-2 earth system model. The simplified model estimates the permafrost fraction of each grid cell according to the balance between modelled cold (below 0 °C) and warm (above 0 °C) days in a year. Areas diagnosed as permafrost are assigned a reduction in soil decomposition rate, thus creating a slow accumulating soil carbon pool. In warming climates, permafrost extent reduces and soil decomposition rates increase, resulting in soil carbon release to the atmosphere. Four accumulation/decomposition rate settings are retained for experiments within the CLIMBER-2(P) model, which are tuned to agree with estimates of total land carbon stocks today and at the last glacial maximum. The distribution of this permafrost-carbon pool is in broad agreement with measurement data for soil carbon content. The level of complexity of the permafrost-carbon model is comparable to other components in the CLIMBER-2 earth system model.