The role of vegetation in regional climate simulations

Abstract

Land surface atmosphere interactions are of great relevance in climate and weather. The biophysical variables of the earth’s surface play a determining role in the exchanges of heat, momentum and humidity with the atmosphere. In this way, the correct representation and understanding of how these variables perform in Land Surface Models (LSMs) is crucial for the modeling of atmospheric processes. Vegetation variability in its spatial and vertical dimension as well as the state, health or type of vegetation is described in the numerical prediction models by parameters such as albedo, fraction of vegetation cover (FVC), leaf area index (LAI), stomatal resistance, conductivity or roots depth. The variable FVC represents the horizontal density of live vegetation and is calculated through the Normalized Dierence Vegetation Index (NDVI). FVC defines how total evaporation is partitioned between evaporation from the soil and transpiration from plants. In some LSMs it has a decreasing effect on thermal conductivity, thus reducing heat transfer to deeper layers of the soil. These physical processes determine in a decisive way surface variables such as air temperature or relative humidity. For this reason,the variability in precipitation, fires or anthropogenic changes in the vegetation cover imply a temporal and spatial heterogeneity of the FVC that have a not negligible impact in numerical simulations...

Los procesos de interacción superficie atmósfera son de gran relevancia en clima y meteorología. Las variables biofísicas de la superficie terrestre tienen un papel determinante en los intercambios de calor, momento y humedad con la atmósfera. De esta manera, la correcta representación y comprensión de como estas variables intervienen en los modelos de superficie terrestre (LSM, del inglés) es crucial para la modelización de los procesos atmosféricos. La variabilidad en la vegetación en su dimensión espacial y vertical así como de estado, salud o tipo de vegetación queda descrita en los modelos de predicción numérica por parámetros como albedo, fracción de cubierta vegetal (FVC), índice de área foliar (LAI), resistencia estomática, conductividad o profundidad de raíces. La variable FVC representa la densidad horizontal de vegetación viva y se calcula a partir del Normalized Dierence Vegetation Index (NDVI). FVC define como la evaporación total se reparte entre la evaporación del suelo y la transpiración de las plantas. En algunos LSMs tiene un efecto reductor de la conductividad térmica disminuyendo de esta manera la transferencia de calor hacia capas más profundas del suelo. Estos procesos físicos condicionan de manera determinante variables de superficie como la temperatura del aire o la humedad relativa. Por esta causa, la variabilidad en la precipitación, incendios o cambios antropogénicos en la cubierta vegetal implican una heterogeneidad temporal y espacial de la FVC que tienen un impacto nada despreciable en simulaciones numéricas...