Inconsistent strategies to spin up models in CMIP5: implications for ocean biogeochemical model performance assessment
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. During the fifth phase of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5) substantial efforts were made to systematically assess the skill of Earth system models. One goal was to check how realistically representative marine biogeochemical tracer distributions could be reproduced by models. In routine assessments model historical hindcasts were compared with available modern biogeochemical observations. However, these assessments considered neither how close modeled biogeochemical reservoirs were to equilibrium nor the sensitivity of model performance to initial conditions or to the spin-up protocols. Here, we explore how the large diversity in spin-up protocols used for marine biogeochemistry in CMIP5 Earth system models (ESMs) contributes to model-to-model differences in the simulated fields. We take advantage of a 500-year spin-up simulation of IPSL-CM5A-LR to quantify the influence of the spin-up protocol on model ability to reproduce relevant data fields. Amplification of biases in selected biogeochemical fields (O2, NO3, Alk-DIC) is assessed as a function of spin-up duration. We demonstrate that a relationship between spin-up duration and assessment metrics emerges from our model results and holds when confronted with a larger ensemble of CMIP5 models. This shows that drift has implications for performance assessment in addition to possibly aliasing estimates of climate change impact. Our study suggests that differences in spin-up protocols could explain a substantial part of model disparities, constituting a source of model-to-model uncertainty. This requires more attention in future model intercomparison exercises in order to provide quantitatively more correct ESM results on marine biogeochemistry and carbon cycle feedbacks.
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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 | 0,008 | 0,019 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».