Multivariate quantile mapping bias correction: an N-dimensional probability density function transform for climate model simulations of multiple variables
Notice bibliographique
Résumé
Most bias correction algorithms used in climatology, for example quantile mapping, are applied to univariate time series. They neglect the dependence between different variables. Those that are multivariate often correct only limited measures of joint dependence, such as Pearson or Spearman rank correlation. Here, an image processing technique designed to transfer colour information from one image to another—the N -dimensional probability density function transform—is adapted for use as a multivariate bias correction algorithm (MBCn) for climate model projections/predictions of multiple climate variables. MBCn is a multivariate generalization of quantile mapping that transfers all aspects of an observed continuous multivariate distribution to the corresponding multivariate distribution of variables from a climate model. When applied to climate model projections, changes in quantiles of each variable between the historical and projection period are also preserved. The MBCn algorithm is demonstrated on three case studies. First, the method is applied to an image processing example with characteristics that mimic a climate projection problem. Second, MBCn is used to correct a suite of 3-hourly surface meteorological variables from the Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis Regional Climate Model (CanRCM4) across a North American domain. Components of the Canadian Forest Fire Weather Index (FWI) System, a complicated set of multivariate indices that characterizes the risk of wildfire, are then calculated and verified against observed values. Third, MBCn is used to correct biases in the spatial dependence structure of CanRCM4 precipitation fields. Results are compared against a univariate quantile mapping algorithm, which neglects the dependence between variables, and two multivariate bias correction algorithms, each of which corrects a different form of inter-variable correlation structure. MBCn outperforms these alternatives, often by a large margin, particularly for annual maxima of the FWI distribution and spatiotemporal autocorrelation of precipitation fields.
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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 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 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) | 0,003 | 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 ».