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Análisis multisitio y multimodelo de errores aleatorios en flujos de CO2 de suelo bajo diferentes condiciones de humedad
A multisite and multimodel analysis of random errors in soil CO2 efflux across soil water conditions
Alejandro Hiram Cueva Rodríguez
Rodrigo Vargas Ramos
Stephen Holmes Bullock Runquist
Acceso Abierto
Atribución
Uncertainties,Soil Moisture,Gradient method,Ecosystem respiration,Incertidumbres,Carbon fluxes,Método de gradiente,Respiración ecosistémica,Humedad de suelo,Flujos de carbono de suelo
Un componente principal de la respiración ecosistémica son los flujos de CO<sub>2</sub> de suelo (F). El aumento mundial en la aplicación de mediciones automáticas a largo plazo a través de redes de monitoreo ha dado como resultado crecientes bases de datos donde la caracterización de las incertidumbres de estas mediciones es una necesidad. Las mejoras en la tecnología así como calibración constante del equipo pueden minimizar los errores sistemáticos en las mediciones, pero los errores aleatorios (ε) generalmente no son tomados en cuenta. El objetivo principal del presente estudio fue caracterizar ε en F a través de distintas condiciones de humedad y ecosistemas. Con datos de la concentración de CO<sub>2</sub> a diferentes profundidades, marcando un gradiente, se calculó F utilizando dos métodos distintos en cuatro ecosistemas diferentes. Los métodos utilizados tienen una representación similar del proceso físico de difusión de gases dentro del suelo y tienen parámetros de entrada similares. Los resultados muestran que no existen diferencias significativas en F con base en promedios diarios al utilizar ambos métodos. Al momento de calcular ε, no se encontraron diferencias significativas entre los métodos para calcular F. Cuando se clasificó ε con base en diferentes condiciones de humedad se encontró que existen diferencias estadísticamente significativas entre los métodos en condiciones secas y húmedas. Además, la distribución de ε, independientemente del método usado o ecosistema, se ajusta mejor a una distribución doble exponencial, su promedio es cercano a cero, y no tienen varianza constante. La contribución de ε a F sugiere una potencial sobreestimación de F en las sumas anuales. Las principales contribuciones de los resultados presentados en esta investigación son: a) proveer fundamentos para incorporar información sobre ε en problemas de asimilación de datos; y b) los resultados pueden ser utilizados para estimar intervalos de confianza en F a diferentes escalas temporales (e.g., diaria, mensual, anual).
A principal component of ecosystem respiration is the soil CO<sub>2</sub> efflux (F). The global increase in application of long-term automatic measurements through monitoring networks had resulted in growing datasets where characterization of uncertainties is a need. Technology development as well as constant equipment calibration can minimize systematic errors in measurements, but random errors (ε) are generally not taken into account. The main objective of the present study was to characterize ε in F in different soil water conditions and ecosystems. To calculate F, two different approaches are used in four different ecosystems. The approaches used have a similar representation of the physical process of gas diffusion within the soil and have similar input parameters. The results show that there are not significant differences in F on daily means between both approaches to calculate F. When ε is classified by soil water conditions, there are significant differences between approaches in dry and wet conditions. Furthermore, the distribution of ε, regardless of the approach and ecosystem, is better explained by a double-exponential distribution, it has a mean close to zero, and has no constant variance. The contribution of ε to F suggests a potential overestimation of F in annual sums. The most relevant implications from the results presented in this research are: a) to provide a foundation to incorporate information of random errors and uncertainties in model-data fussion; and b) the results can be used to estimate confidence intervals of F at different time scales (e.g., daily, monthly, annual).
CICESE
2013
Tesis de maestría
Español
Cueva Rodríguez,A.H.2013.Análisis multisitio y multimodelo de errores aleatorios en flujos de CO2 de suelo bajo diferentes condiciones de humedad.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.35 pp.
CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO
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