Vertical cascade structure of the atmosphere and multifractal dropsonde outages
Notice bibliographique
Résumé
We use 220 atmospheric profiles from state‐of‐the‐art dropsondes to test the predictions of multiplicative cascade models of the atmosphere on the horizontal velocity, pressure, temperature, log potential temperature, log equivalent potential temperature, air density, humidity, and vertical sonde velocity. We found that the predictions were accurately verified (to within ±1 to ±2% over 10 m to 1 km for the statistical moments up to second order); the effective outer cascade scale Leffwas in the range 1–30 km. In order to perform the analyses and to correctly interpret the results, we needed to overcome technical difficulties caused by the sonde's highly intermittent sampling. This intermittency is the result of both data outages and variable sonde fall speeds; we (surprisingly) found that the outages also had a cascade structure. The wide‐range scaling of the sampling rate implies a variable sonde resolution, so that interpolation onto regular grids should generally be avoided (e.g., it would give rise to serious artifacts in estimating the corresponding spectra). In earlier studies, before the cascade nature of the outages was understood, interpolation was avoided by studying the fluctuations using all the pairs of measurement points; this was adequate for fluctuation scaling exponents in the range 0 ≤ H ≤ 1. However, determining the cascade structure involves systematically degrading the resolution of fluxes (not fluctuations) so that the variable resolution and their attendant biases could not be avoided. We therefore developed a new method of estimating the fluxes and theoretically determined the corrections necessary to estimate the unbiased exponents. The resulting sonde cascade picture was given further support by (much more straightforward) analysis of uniformly sampled vertical cross sections of the atmosphere obtained from airborne lidar. Using the turbulent fluxes obtained from these various sources, we determined the corresponding cascade regimes and the corresponding exponents as well as the small deviations from the theoretical behavior. In addition to the fluxes, we also studied the fluctuations. To do this we generalized the data point pair method (restricted to nonconservation parameters 0 ≤ H ≤ 1) to data triplets (extending the method to 0 ≤ H ≤ 2). The resulting fluctuations were analyzed using (generalized) structure functions. We found that while the scaling of the fluxes often broke down at scales greater than about 1 km, the scaling of the fluctuations extended over the entire range 10 m to 10 km.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».