A 4D-Var inversion system based on the icosahedral grid model (NICAM-TM 4D-Var v1.0) – Part 2: Optimization scheme and identical twin experiment of atmospheric CO <sub>2</sub> inversion
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. A four-dimensional variational method (4D-Var) is a popular technique for source/sink inversions of atmospheric constituents, but it is not without problems. Using an icosahedral grid transport model and the 4D-Var method, a new atmospheric greenhouse gas (GHG) inversion system has been developed. The system combines offline forward and adjoint models with a quasi-Newton optimization scheme. The new approach is then used to conduct identical twin experiments to investigate optimal system settings for an atmospheric CO2 inversion problem, and to demonstrate the validity of the new inversion system. In this paper, the inversion problem is simplified by assuming the prior flux errors to be reasonably well known and by designing the prior error correlations with a simple function as a first step. It is found that a system of forward and adjoint models with smaller model errors but with nonlinearity has comparable optimization performance to that of another system that conserves linearity with an exact adjoint relationship. Furthermore, the effectiveness of the prior error correlations is demonstrated, as the global error is reduced by about 15 % by adding prior error correlations that are simply designed when 65 weekly flask sampling observations at ground-based stations are used. With the optimal setting, the new inversion system successfully reproduces the spatiotemporal variations of the surface fluxes, from regional (such as biomass burning) to global scales. The optimization algorithm introduced in the new system does not require decomposition of a matrix that establishes the correlation among the prior flux errors. This enables us to design the prior error covariance matrix more freely.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 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) | 0,003 | 0,001 |
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 ».