Biome-BGC是利用站點描述數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)和植被生理生態(tài)參數(shù)，模擬日尺度碳、水和氮通量的有效模型，其研究的空間尺度可以從點尺度擴展到陸地生態(tài)系統(tǒng)。
在Biome-BGC模型中，對于碳的生物量積累，采用光合酶促反應機理模型計算出每天的初級生產(chǎn)力(GPP)，將生長呼吸和維持呼吸減去后的產(chǎn)物分配給葉、枝條、干和根。生物體的碳每天都按一定比例以凋落方式進入凋落物碳庫；對于水份輸運過程，該模型模擬的水循環(huán)過程包括降雨、降雪、冠層截留、穿透降水、樹干徑流、 冠層蒸發(fā)、融雪、雪升華、冠層蒸騰、土壤蒸發(fā)、蒸散、地表徑流和土壤水分變化以及植物對水分的利用；對于土壤過程，模型考慮了凋落物分解進入土壤有機碳庫過程、土壤有機物礦化過程和基于木桶模型的水在土層間的輸送關系；對于能量平衡，該模型還考慮了凈輻射、感熱通量和潛熱通量等過程。
講授利用中國區(qū)域地面氣象要素驅動數(shù)據(jù)集（CMFD）和CN05.1氣候數(shù)據(jù)格點化氣象數(shù)據(jù)驅動Biome-BGC在區(qū)域上進行模擬。在模擬過程中，需要綜合的使用Linux、Python等一些小工具，完成模式的前處理和后處理的工作。

一、Biome-BGC模式介紹

二、夯實基礎

Linux應用
?實現(xiàn)批量創(chuàng)建文件、刪除文件及文件夾
?并行化執(zhí)行程序?

CDO工具應用
?使用cdo工具對netCDF文件進行合并
?篩選時間和變量，裁剪為

Python應用
?Python的循環(huán)語句，邏輯語句，
?創(chuàng)建Numpy數(shù)組，并統(tǒng)計計算；
?使用Matplotlib制作散點圖、等值線圖；
?利用零散數(shù)據(jù)Pandas創(chuàng)建數(shù)，制作時間
?利用Xarray讀取netCDF文件，寫入netCDF文件；實現(xiàn)插值工作

三、數(shù)據(jù)處理實踐
在linux 上綜合使用cdo和xarray數(shù)據(jù)制備所需數(shù)據(jù)

1靜態(tài)數(shù)據(jù)制備
?地形數(shù)據(jù)：GTOPO30S 1km
?土地利用數(shù)據(jù)：GLCC 1km
?土壤數(shù)據(jù)：FAO
?GPP數(shù)據(jù)：MODIS數(shù)據(jù)

?

2驅動數(shù)據(jù)制備
?CN05.1數(shù)據(jù)處理
?CMFD數(shù)據(jù)處理

3生態(tài)數(shù)據(jù)
?MODIS GPP

四、單點的模擬原理+實踐

1前處理
?從空間數(shù)據(jù)（netCDF）插值
?配置運行文件
?制備氣象數(shù)據(jù)

2運行BGC模型

3調(diào)參
基于Python的并行化參數(shù)搜索
?調(diào)整生長季開始和結束

?結果統(tǒng)計計算
?結果可視化

五、區(qū)域模擬-1

區(qū)域模擬是將區(qū)域上每個格點分別進行計算進行的
?模擬前準備
?分配數(shù)據(jù)
?并行運行
?合并結果

六、區(qū)域模擬-2

通過數(shù)據(jù)庫的管理，可以減少單點模型空間化數(shù)據(jù)分發(fā)和管理復雜度
?MySQL介紹
?常見命令介紹
?在Mysql中建立驅動數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)表和結果表
?編寫腳本自動化生成靜態(tài)數(shù)據(jù)
?并行運行模式
?結果導入數(shù)據(jù)庫
?后處理案例數(shù)據(jù)

七、長時間序列模擬案例實踐

使用ERA5作為觀測數(shù)據(jù)的降尺度后的CMIP6未來氣候變化降尺度數(shù)據(jù)。
?對氣象數(shù)據(jù)降尺度，獲得氣溫、濕度、降水和向下短波輻射。
?土壤數(shù)據(jù)、植被數(shù)據(jù)庫查詢
?準備氣象數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)
?后處理模擬結果數(shù)據(jù)