Impact of energetic particle precipitation on stratospheric polar constituents: an assessment using monitoring and assimilation of operational MIPAS data
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. In 2003, strong energetic particle precipitation (EPP) events occurred producing massive amounts of ionization which affected the polar region significantly perturbing its chemical state down to the middle stratosphere. These events and their effects are generally left unaccounted for in current models of stratospheric chemistry and large differences between observations and models are then noted. In this study, we use a coupled 3-D stratospheric dynamical-chemical model and assimilation system to ingest MIPAS temperature and chemical observations. The goal is to gain further understanding of assimilation and monitoring processes during EPP events and their impacts on the stratospheric polar chemistry. Moreover, we investigate the feasibility of assimilating valid "outlier" observations associated with such events. We use OmF (Observation minus Forecast) residuals as they filter out phenomena well reproduced by the model (such as gas phase chemistry, transport, diurnal and seasonal cycles) thus revealing a clear trace of the EPP. Inspection of OmF statistics in both passive (without chemical assimilation) and active (with chemical assimilation) cases altogether provides a powerful diagnostic tool to assess the model and assimilation system. We also show that passive OmF can permit a satisfactory evaluation of the ozone partial column loss due to EPP effects. Results suggest a small but significant loss of 5–6 DU (Dobson Units) during an EPP-IE (EPP Indirect Effects) event in the Antarctic winter of 2003, and about only 1 DU for the SPE (Solar Proton Event) of October/November 2003. Despite large differences between the model and MIPAS chemical observations (NO2, HNO3, CH4 and O3), we demonstrate that a careful assimilation with only gas phase chemistry included in the model (i.e. no provision for EPP) and with relaxed quality control nearly eliminated the short-term bias and significantly reduced the standard deviation error of the constituents below 1 hPa.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| 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 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 ».