Joint state-parameter estimation of a nonlinear stochastic energy balance model from sparse noisy data
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. While nonlinear stochastic partial differential equations arise naturally in spatiotemporal modeling, inference for such systems often faces two major challenges: sparse noisy data and ill-posedness of the inverse problem of parameter estimation. To overcome the challenges, we introduce a strongly regularized posterior by normalizing the likelihood and by imposing physical constraints through priors of the parameters and states. We investigate joint parameter-state estimation by the regularized posterior in a physically motivated nonlinear stochastic energy balance model (SEBM) for paleoclimate reconstruction. The high-dimensional posterior is sampled by a particle Gibbs sampler that combines a Markov chain Monte Carlo (MCMC) method with an optimal particle filter exploiting the structure of the SEBM. In tests using either Gaussian or uniform priors based on the physical range of parameters, the regularized posteriors overcome the ill-posedness and lead to samples within physical ranges, quantifying the uncertainty in estimation. Due to the ill-posedness and the regularization, the posterior of parameters presents a relatively large uncertainty, and consequently, the maximum of the posterior, which is the minimizer in a variational approach, can have a large variation. In contrast, the posterior of states generally concentrates near the truth, substantially filtering out observation noise and reducing uncertainty in the unconstrained SEBM.
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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 | 0,002 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».