Global sensitivity analysis of the climate–vegetation system to astronomical forcing: an emulator-based approach
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Notice bibliographique
Résumé
Abstract. A global sensitivity analysis is performed to describe the effects of astronomical forcing on the climate–vegetation system simulated by the model of intermediate complexity LOVECLIM in interglacial conditions. The methodology relies on the estimation of sensitivity measures, using a Gaussian process emulator as a fast surrogate of the climate model, calibrated on a set of well-chosen experiments. The outputs considered are the annual mean temperature and precipitation and the growing degree days (GDD). The experiments were run on two distinct land surface schemes to estimate the importance of vegetation feedbacks on climate variance. This analysis provides a spatial description of the variance due to the factors and their combinations, in the form of "fingerprints" obtained from the covariance indices. The results are broadly consistent with the current under-standing of Earth's climate response to the astronomical forcing. In particular, precession and obliquity are found to contribute in LOVECLIM equally to GDD in the Northern Hemisphere, and the effect of obliquity on the response of Southern Hemisphere temperature dominates precession effects. Precession dominates precipitation changes in subtropical areas. Compared to standard approaches based on a small number of simulations, the methodology presented here allows us to identify more systematically regions susceptible to experiencing rapid climate change in response to the smooth astronomical forcing change. In particular, we find that using interactive vegetation significantly enhances the expected rates of climate change, specifically in the Sahel (up to 50% precipitation change in 1000 years) and in the Canadian Arctic region (up to 3° in 1000 years). None of the tested astronomical configurations were found to induce multiple steady states, but, at low obliquity, we observed the development of an oscillatory pattern that has already been reported in LOVECLIM. Although the mathematics of the analysis are fairly straightforward, the emulation approach still requires considerable care in its implementation. We discuss the effect of the choice of length scales and the type of emulator, and estimate uncertainties associated with specific computational aspects, to conclude that the principal component emulator is a good option for this kind of application.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle