Чтобы улучшить прогностические возможности биогеохимических моделей экосистем, авторы обсуждают возможность формулирования биогеохимических процессов с использованием физических правил, которые легли в основу многих успехов в вычислительной физике и химии. Они утверждают, что популярные в настоящее время эмпирически обоснованные подходы, такие как мультипликативные эмпирические функции отклика и закон минимума, не приведут к формулировкам биогеохимических моделей экосистем, которые можно будет постоянно совершенствовать для включения улучшенного механистического понимания и эмпирических наблюдений за биогеохимическими процессами. Вместо этого авторы предполагают, что параметризация биогеохимических моделей экосистем, как проблема сжатия данных с потерями, может быть лучше сформулирована с использованием установленных физических правил, широко используемых в вычислительной физике и химии, а различные биогеохимические процессы могут быть более надёжно интегрированы в структуру реактивного транспорта. На нескольких примерах авторы демонстрируют, как математические представления, полученные на основе физических правил, могут улучшить понимание соответствующих биогеохимических процессов и обеспечить более эффективное общение между разработчиками моделей, наблюдателями и экспериментаторами по важным вопросам, например, какие измерения необходимы для значимого информирования моделей и как модели могут генерировать новые гипотезы на уровне процессов для проверки в эмпирических исследованиях. Наконец, хотя эмпирические модели с большим числом параметров часто менее надёжны, физические модели, основанные на правилах, могут быть более надёжными и демонстрировать меньшую прогностическую эквифинальность*, что обусловлено их более высокой согласованностью в представлениях процессов, взаимодействий и пространственного масштабирования.

 

*Эквифинальность - это принцип, согласно которому в открытых системах заданное конечное состояние может быть достигнуто многими возможными способами.

 

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023JG007674