Phân tích định lượng tính không chắc chắn của kết quả mô hình dự đoán lượng phát thải khí dinitơ monoxid của khu vực tự nhiên ở Phần Lan

Abstract

One of the main purposes of environemtal modelling is to do spatial and temporal predictions for the values of environmental varaiables over a study site. The environmental models are often developed based on measured data, (inter) relations between environmental variables, and the nature of underlying environmetal processes. In this study, the model for predicting nitrous oxide (N₂O) emission was applied with a case study from natural areas of Finland. The prediction outcomes could be affected by errors in calibration data and model’s inputs. Uncertainty quantification in the form of a probability distribution function was used and the Monte Carlo approach was applied for uncertainty propagation analysis. The results show that the prediction of N₂O emission in average ranged from 0.4 to 3.1 kgN/ha/year over the natural areas of Finland. The standard deviation of the predition values over the study area varied from 0.1 to 5.5 kgN/ha/year. This interval quantified the uncertainty about the predition outcomes of N₂O from the model used for the natural areas in Finland.

Tóm tắt

Mục đích của các mô hình môi trường là nhằm dự đoán giá trị của các biến môi trường và xu hướng thay đổi của các giá trị này trong tương lai. Các mô hình môi trường thường được phát triển sử dụng các dữ liệu đo đạc, dựa trên các mối tương quan giữa các biến môi trường và các đặc tính của các quá trình môi trường. Trong nghiên cứu này, mô hình dự đoán lượng phát thải khí dinitơ monoxid (N₂O) được áp dụng trên khu vực đất tự nhiên của Phần Lan. Kết quả dự đoán của mô hình có khả năng không chính xác do sai số từ các dữ liệu đo đạc và dữ liệu nội suy được sử dụng để điều chỉnh mô hình và làm dữ liệu đầu vào cho mô hình. Hàm phân bố xác suất được áp dụng trong nghiên cứu này để định lượng tính không chắc chắn. Phương pháp Monte Carlo được áp dụng để phân tích sự lan truyền của tính không chắc chắn đến kết quả đầu ra của mô hình. Kết quả nghiên cứu cho thấy giá trị dự đoán lượng phát thải N₂O nằm trong khoảng 0,4 – 3,1 kgN/hecta/năm. Độ lệch chuẩn của giá trị dự đoán nằm trong khoảng 0,1 – 5,5 kgN/hecta/năm. Đây là kết quả định lượng tính không chắc chắn của kết quả từ mô hình dự đoán lượng phát thải N₂O cho khu vực tự nhiên của Phần Lan.