Cyclogenetic Perturbations and Analysis Errors Decomposed into Singular Vectors
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Singular vectors (SVs) have been applied to cyclogenesis, to initializing ensemble forecasts, and in predictability studies. Ideally, the calculation of the SVs would employ the analysis error covariance norm at the initial time or, in the case of cyclogenesis, a norm based on the statistics of initial perturbations, but the energy norm is often used as a more practical substitute. To illustrate the roles of the choice of norm and the vertical structure of initial perturbations, an upper-level wave with no potential vorticity perturbation in the troposphere is considered as a typical cyclogenetic perturbation or analysis error, and this perturbation is then decomposed by its projection onto each energy SV. All calculations are made, for simplicity, in the context of the quasigeostrophic Eady model (i.e., for a background flow with constant vertical shear and horizontal temperature gradient). Viewed in terms of the energy SVs, the smooth vertical structure of the typical perturbation, as well as its evolution, results from strong cancellation between the growing and decaying SVs, most of which are highly structured and tilted in the vertical. A simpler picture, involving less cancellation, follows from decomposition of the typical perturbation into SVs using an alternative initial norm, which is based on the relation between initial norms and the statistics of initial perturbations together with the empirical assumption that the initial perturbations are not dominated by interior potential vorticity. Differences between the energy SVs and those based on the alternative initial norm can be understood by noting that the energy norm implicitly assumes initial perturbations with second-order statistics given by the covariance matrix whose inverse defines the energy norm. Unlike the “typical” perturbation, perturbations with those statistics have large variance of potential vorticity in the troposphere and fine vertical structure. Finally, a brief assessment is presented of the extent to which the upper wave, and more generally the alternative initial norm, is representative of cyclogenetic perturbations and analysis errors. There is substantial evidence supporting deep perturbations with little vertical structure as frequent precursors to cyclogenesis, but surrogates for analysis errors are less conclusive: operational midlatitude analysis differences have vertical structure similar to that of the perturbations implied by the energy norm, while short-range forecast errors and analysis errors from assimilation experiments with simulated observations are more consistent with the alternative norm.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».