Forest radiative transfer models: which approach for which application?
Modèles de transfert radiatif en forêt : quelle approche pour quelle application ?
Résumé
Radiation is fundamental in forest ecosystem ecology as it drives plant photosynthesis, morphogenesis, and fluxes of carbon, water, and energy between soil, vegetation, and the atmosphere. Though all approaches of forest radiative transfer models (FRTM) share general properties, they differ greatly in terms of calibration parameters, required assumptions, and model objectives. They use different precision levels of canopy description (from one to three dimensions) and different mathematical relationships to model the attenuation of radiation through the canopy. To date, no general guideline has been given to help the modeler choose the approach that best suits his needs. We therefore reviewed evaluation, sensitivity, and performance of FRTMs recently reported in the literature. We quantified FRTM uncertainty and identified the most sensitive parameters relative to the modeling choices. Their advantages and drawbacks are discussed, and recommendations are made relative to application potential.
Le rayonnement solaire occupe une place fondamentale dans l'écologie des écosystèmes forestiers parce qu'il est responsable de la photosynthèse des plantes, de leur morphogénèse et des flux de carbone, d'eau et d'énergie entre le sol, la végétation et l'atmosphère. Bien que toutes les approches de modélisation du transfert du rayonnement en forêt (MTRF) partagent des propriétés générales, les paramètres d'étalonnage, les hypothèses requises et les objectifs de modélisation diffèrent considérablement. Ces approches utilisent différents niveaux de précision de la description du couvert forestier (de une à trois dimensions) et différentes relations mathématiques pour modéliser l'atténuation du rayonnement par le couvert forestier. Jusqu'à maintenant, aucune ligne directrice n'a été émise pour aider le modélisateur a` choisir l'approche correspondant le mieux à ses besoins. Nous avons donc passé en revue l'évaluation, la sensibilité et la performance des MTRF récemment publiés. Nous avons quantifié l'incertitude des MTRF et nous avons identifié les paramètres les plus sensibles pour sélectionner les modèles. Leurs avantages et inconvénients sont discutés et des recommandations sont faites quant à leur potentiel d'application.