Model – TCCON comparisons of column-averaged methane with a focus on the stratosphere
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. The distribution of methane (CH4) in the stratosphere can be a major driver of spatial variability in the dry-air column-averaged CH4 mixing ratio (XCH4), which is being measured increasingly for the assessment of CH4 surface emissions. Chemistry-transport models (CTMs) therefore need to simulate the tropospheric and stratospheric fractional columns of XCH4 accurately for estimating surface emissions from XCH4. Simulations from three CTMs are tested against XCH4 observations from the Total Carbon Column Network (TCCON). We analyze how the model-TCCON agreement in XCH4 depends on the model representation of stratospheric CH4 distributions. Model equivalents of TCCON XCH4 are computed with stratospheric CH4 fields from both the model simulations and from satellite-based CH4 distributions from MIPAS (Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding) and MIPAS CH4 fields adjusted to ACE-FTS (Atmospheric Chemistry Experiment Fourier Transform Spectrometer) observations. In comparison to simulated model fields we find an improved model-TCCON XCH4 agreement for all models with MIPAS-based stratospheric CH4 fields. For the Atmospheric Chemistry Transport Model (ACTM) the average XCH4 bias is significantly reduced from 38.1 ppb to 13.7 ppb, whereas small improvements are found for the models TM5 (Transport Model, version 5; from 8.7 ppb to 4.3 ppb), and LMDz (Laboratoire de Météorologie Dynamique model with Zooming capability; from 6.8 ppb to 4.3 ppb), respectively. MIPAS stratospheric CH4 fields adjusted to ACE-FTS reduce the average XCH4 bias for ACTM (3.3 ppb), but increase the average XCH4 bias for TM5 (10.8 ppb) and LMDz (20.0 ppb). These findings imply that the range of satellite-based stratospheric CH4 is insufficient to resolve a possible stratospheric contribution to differences in total column CH4 between TCCON and TM5 or LMDz. Applying transport diagnostics to the models indicates that model-to-model differences in the simulation of stratospheric transport, notably the age of stratospheric air, can largely explain the inter-model spread in stratospheric CH4 and, hence, its contribution to XCH4. This implies that there is a need to better understand the impact of individual model transport components (e.g., physical parameterization, meteorological data sets, model horizontal/vertical resolution) on modeled stratospheric CH4.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 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) | 0,002 | 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 ».