Phần bổ sung của các mô hình sinh quyển đất mà mô phỏng một số thay đổi trong các nguồn cácbon đất và bể sinh khối vào trong fully coupled climate models is at the cutting edge of climate science. Tiến bộ chính từ khi có TAR là bao gồm cả các động thái vòng tuần hoàn cácbon thực vật và đất, mặc dù vẫn chưa được kết hợp đều đặn chặt chẽ vào trong AOGCMs sử dụng cho các dự án khí hậu (xem chương 10). Tuần hoàn cácbon đất giới thiệu một sự phản hồi mới và quan trọng vào trong hệ thống khí hậu trong khoảng thời gian từ thập kỷ đến thế kỷ (xem chương 7 và 10). Những phản hồi này bao gồm sinh quyển đất để tăng oxit cácbon, biến đổi khí hậu và những thay đổi trong tính biến thiên của khí hậu (xem chương 7). Tuy nhiên, nhiều vấn đề còn tồn tại cần được giải quyết. Độ lớn của bể sinh khối còn lại
là không rõ ràng bởi vì nó phụ thuộc vào mật độ của khí hậu cũng như là sự phản ứng của cácbon thực vật và đất tăng CO2. Tỷ lệ mà làm giàu CO2 bão hòa trong các hệ thống đất cao hơn hẳn present uncertainly in the role of biospheric feedbacks. Một loạt các nghiên cứu đã được đưa ra để khám phá khả năng hiện tại ở cấp độ mô hình của sự phản ứng của sinh quyển đất hơn là sự phản ứng của chỉ một hoặc hai thành phần của chúng (Friedlingstein et al., 2006). Công việc này đã tạo nên các tác động có hệ thống để đánh giá khả năng của các mô hình sinh quyển đất để mô phỏng vòng tuần hoàn cácbon đất (Cramer et al., 2001) qua các áp dụng so sánh tương tác. Ví dụ, Freidlingstein et al. 2006 đã phát hiện ra rằng trong tất cả các mô hình được khảo sát, bể sinh quyển giảm đi trong tương lai trong khi mà khí hậu ấm lên.
Các thành phần đơn lẻ khác của quá trình bề mặt đất đã được chứng minh từ TAR, như root parametrization (Arora and Boer, 2003; Kleidon, 2004) và higher- resolution river routing (Ducharne et al., 2003). Các quá trình đất lạnh đã được chú ý đáng kể với các mô hình nhiều lớp tuyết bây giờ phổ biến hơn (e.g., Oleson et al., 2004) chẳng hạn như vùng đất đóng băng và tan băng (e.g., Boone et al., 2000; Warrach et al., 2001). Sub-grid scale snow parametrizations (lison, 2004), chuỗi phản ứng tuyết-thực vật (Essery et al, 2003) và wind redistribution of snow (Essery and Pomeroy, 2004) là được quan tâm hơn cả. Đất hữu cơ High-latitude cũng có trong một số mô hình (Wang et al., 2002). Một sự tiến bộ gần đây là kết nối các mô
hình nước mặt vào trong các kế hoạch đất bề mặt (Liang et al., 2003; Maxwell and Miller, 2005; Yeh and Eltahir, 2005). Những chỉ được đánh giá ở phạm vi địa phương nhưng có thể thích hợp với toàn cầu. Cũng có chứng cớ nổi lên rằng các dự án cấp địa phương về sự nóng lên là nhạy cảm với sự mô phỏng quá trình mà được tiến hành ở cấp nhỏ hơn hơn là các mô hình khí hậu hiện tại phân tích (Pa et al., 2004). Một cách tổng quát, sự cải tiến của các mô hình đất bề mặt từ TAR là được dựa trên những các so sánh chi tiết với dữ liệu được quan sát. Ví dụ, Boone et al., 2004 đã sử dụng Rhone Basin để khám phá ra cách các mô hình đất bề mặt mô phỏng sự cân bằng nước cho một vài chu kỳ năm so sánh với dữ liệu từ mạng lưới được quan sát. Họ đã tìm ra rằng hầu hết các kế hoạch đất bề mặt mô phỏng very similar runoff và sự bốc hơi nước nhưng sự chia cắt giữa các thành phần các nhau của cả hai dòng chảy và bốc hơi nước có sự khác biệt lớn, kết quả của các trạng thái cân bằng đất nước khác nhau và mô phỏng cho ra. Các tham số tuyết phức tạp hơn đã dẫn tới các mô phỏng cấp cao của các dòng chảy basin-scale.
Một phép phân tích của các kết quả từ nhóm thứ hai của AMIP (AMIP – 2) đã khám phá ra sự đóng góp của đất bề mặt tới mô phỏng khí hậu. Henderson-Sellers et al., 2003 đã tìm ra một clear chronological sequence của các sơ đồ đất bề mặt. Những khác nhau đáng kể được thống kê trong sự bay hơi trung bình hang năm đã được nhận biết có thể được lien kết với tham số của các quá trình canopy. Các chứng minh sâu hơn trong mô hình đất mặt phụ thuộc vào các quan sát bề mặt tăng
cường, ví dụ, sử dụng các isotop cố định (e.g., Henderson-Sellers et al., 2004) cái mà cho phép một váo thành phần của qus trình bốc hơi được xác định riêng rẽ. Pitman et al. (2004) đã phát hiện ra tác động của mức độ phức tạp được sử dụng để biểu thị bằng tham số cân bằng năng lượng bề mặt trong sự khác biệt tìm thấy giữa các kết quả của AMIP-2. Chúng đã tìm ra rằng các sự biến thiên lớn trong sự phức tạp cân bằng năng lượng bề mặt không dẫn tới các khác biệt hệ thống trong giá trị trung bình mô phỏng, sự dao động giữa nhiệt độ nhỏ nhất hay lớn nhất ở phạm vi toàn cầu, hoặc trung bình ở một vùng, cho biết rằng các biến này là không có giới hạn bởi sự không chắc chắn trong việc biểu hiện bằng tham số cân bằng năng lượng bề mặt. Điều này làm tăng thêm độ chính xác của việc sử dụng các mô hình trong bảng 8.1 mà hầu hết đều bao gồm các module cân bằng năng lượng bề mặt của sự phức tạp hơn là của mức tối thiểu được xác định bởi Pitman et al. 2004. Trong khi một công việc nhỏ đã được thực hiện để đánh giá khả năng của các mô hình bề mặt đất sử dụng trong các mô hình khí hậu kết nối, quá trình nâng cấp của các mô hình bề mặt đất dần dần taking place và the conclusion of carbon in these models is a major conceptual advance. Trong mô phỏng của khí hậu ngày nay, mặt hạn chế của của mô hình thủy học bucket chuẩn là tăng rõ rệt (Milly and Shmakin, 2002; Henderson-Sellers et al., 2004; Pitman et al., 2004), bao gồm chứng cứ mà đánh giá quá cao khả năng có thể xảy ra của hạn hán (Seneviratne et al., 2002). Các chứng minh nhỏ tương tự cho các mô hình đất, ví dụ, bao gồm biến không
gian khả năng giữ nước và a simple canopy conductance, dẫn tới các chứng minh đáng kể (Milly and Shmakin, 2002). Kể từ khi hầu hết các mô hình trong bảng 8.1 mô tả continental-scale land serface một cách thực tế hơn the standard bucket hydrogy sheme, và bao gồm biến không gian khả năng giữ nước, canopy conductance, vv (bảng 8.1), hầu hết các mô hình này rất có khả năng nắm giữ một phần quan trọng tạo bởi đất bề mặt tới các mô phỏng khí hậu hiện tại. Tuy nhiên, có điều không rõ rang là các mô hình khí hậu hiện tại nắm bắt tác động của sự nóng lên trong tương lai như thế nào trên sự cân bằng cácbon đất. Một đánh giá cấp hệ thống của AOGCMs với vòng tuần hoàn cácbon được mô tả sẽ giúp làm tăng độ tin cậy trong việc góp phần của đất bề mặt vào sự nóng lên trong tương lai.