Accelerating radiative transfer calculations for high‐resolution atmospheric models
Notice bibliographique
Résumé
Abstract This study presents a method for calculating all‐sky, broadband radiative fluxes for high‐resolution atmospheric model domains, such as limited‐area numerical weather prediction models and Cloud System‐Resolving Models, that have many columns (i.e. ≫ 105). The aim is to replace the Independent Column Approximation (ICA) which applies 1D radiative transfer models (RTMs) to all columns; but usually after skipping many dynamical time steps due to the ICA's computational burden. The proposed method, referred to as Partitioned Gauss–Legendre Quadrature (PGLQ), begins by partitioning a domain into sub‐domains. This study is concerned just with cloudy columns so partitioning was done according to cloud‐top altitudes. Then, for each sub‐domain, sort columns from smallest to largest cloud water path , assign each column a sequence number, identify nG GLQ points, and apply 1D RTMs to the nG columns with resulting flux profiles assigned to nearby columns in the sorted sequence. Last, reposition columns back to the full domain. Marine boundary‐layer and deep convective cloud fields were used to assess PGLQ. For ratios of RTM calculations between ICA and PGLQ of fRT = /(nG · )−1 ∈ [103, 104], MBEs and RMSEs for net short‐wave (SW) surface fluxes scale close to (nG · )−1, RMSEs being typically ∼200× smaller than domain‐average . Structure function analyses of indicate that PGLQ errors resemble white noise. Long‐wave (LW) fluxes perform less well due to sorting on but seem likely to be acceptable, RMSEs being ∼5–10× smaller than domain‐average . All MBEs are typically <±0.5 W/m2. Estimates of radiative heating rate profiles are unbiased, and while noisy at small scales, they are portrayed well at scales larger than typical individual clouds. Overall speed‐up of PGLQ relative to ICA, for serial computation as consider here, is expected to be >300×; likely to be comparable to parallel computation. This should allow application of RTMs at every dynamical time step.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 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 ».