Understanding Land–Atmosphere–Climate Coupling from the Canadian Prairie Dataset
Notice bibliographique
Résumé
Analysis of the hourly Canadian Prairie data for the past 60 years has transformed our quantitative understanding of land–atmosphere–cloud coupling. The key reason is that trained observers made hourly estimates of the opaque cloud fraction that obscures the sun, moon, or stars, following the same protocol for 60 years at all stations. These 24 daily estimates of opaque cloud data are of sufficient quality such that they can be calibrated against Baseline Surface Radiation Network data to yield the climatology of the daily short-wave, long-wave, and total cloud forcing (SWCF, LWCF and CF, respectively). This key radiative forcing has not been available previously for climate datasets. Net cloud radiative forcing changes sign from negative in the warm season, to positive in the cold season, when reflective snow reduces the negative SWCF below the positive LWCF. This in turn leads to a large climate discontinuity with snow cover, with a systematic cooling of 10 °C or more with snow cover. In addition, snow cover transforms the coupling between cloud cover and the diurnal range of temperature. In the warm season, maximum temperature increases with decreasing cloud, while minimum temperature barely changes; while in the cold season with snow cover, maximum temperature decreases with decreasing cloud, and minimum temperature decreases even more. In the warm season, the diurnal ranges of temperature, relative humidity, equivalent potential temperature, and the pressure height of the lifting condensation level are all tightly coupled to the opaque cloud cover. Given over 600 station-years of hourly data, we are able to extract, perhaps for the first time, the coupling between the cloud forcing and the warm season imbalance of the diurnal cycle, which changes monotonically from a warming and drying under clear skies to a cooling and moistening under cloudy skies with precipitation. Because we have the daily cloud radiative forcing, which is large, we are able to show that the memory of water storage anomalies, from precipitation and the snowpack, goes back many months. The spring climatology shows the memory of snowfall back through the entire winter, and the memory in summer, goes back to the months of snowmelt. Lagged precipitation anomalies modify the thermodynamic coupling of the diurnal cycle to the cloud forcing, and shift the diurnal cycle of the mixing ratio, which has a double peak. The seasonal extraction of the surface total water storage is a large damping of the interannual variability of precipitation anomalies in the growing season. The large land-use change from summer fallow to intensive cropping, which peaked in the early 1990s, has led to a coupled climate response that has cooled and moistened the growing season, lowering cloud-base, increasing equivalent potential temperature, and increasing precipitation. We show a simplified energy balance of the Prairies during the growing season, and its dependence on reflective cloud.
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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 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,008 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 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) | 0,003 | 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 ».