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Enregistrement W2988732546 · doi:10.5194/gmd-13-3839-2020

Characterizing model errors in chemical transport modeling of methane: impact of model resolution in versions v9-02 of GEOS-Chem and v35j of its adjoint model

2020· article· en· W2988732546 sur OpenAlexafffund
Ilya Stanevich, Dylan B. A. Jones, Kimberly Strong, Robert J. Parker, Hartmut Boesch, Debra Wunch, Justus Notholt, Christof Petri, Thorsten Warneke, Ralf Sussmann, Matthias Schneider, Frank Hase, Rigel Kivi, Nicholas M. Deutscher, Voltaire A. Velazco, Kaley A. Walker, Feng Deng

Notice bibliographique

RevueGeoscientific model development · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueAtmospheric and Environmental Gas Dynamics
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesNational Centre for Earth ObservationNatural Environment Research CouncilMinistry of EnvironmentEnvironment and Climate Change CanadaCanadian Space AgencyUniversity of LeicesterAustralian Research CouncilSight Research UK
Mots-clésTroposphereAtmospheric sciencesChemical transport modelStratosphereEnvironmental scienceLatitudeGreenhouse gasMiddle latitudesMethaneResolution (logic)Atmospheric methaneClimatologyChemistryGeologyGeodesy

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract. The GEOS-Chem simulation of atmospheric CH4 was evaluated against observations from the Thermal and Near Infrared Sensor for Carbon Observations Fourier Transform Spectrometer (TANSO-FTS) on the Greenhouse Gases Observing Satellite (GOSAT), the Atmospheric Chemistry Experiment Fourier Transform Spectrometer (ACE-FTS), and the Total Carbon Column Observing Network (TCCON). We focused on the model simulations at the 4∘×5∘ and 2∘×2.5∘ horizontal resolutions for the period of February–May 2010. Compared to the GOSAT, TCCON, and ACE-FTS data, we found that the 2∘×2.5∘ model produced a better simulation of CH4, with smaller biases and a higher correlation to the independent data. We found large resolution-dependent differences such as a latitude-dependent XCH4 bias, with higher column abundances of CH4 at high latitudes and lower abundances at low latitudes at the 4∘×5∘ resolution than at 2∘×2.5∘. We also found large differences in CH4 column abundances between the two resolutions over major source regions such as China. These differences resulted in up to 30 % differences in inferred regional CH4 emission estimates from the two model resolutions. We performed several experiments using 222Rn, 7Be, and CH4 to determine the origins of the resolution-dependent errors. The results suggested that the major source of the latitude-dependent errors is excessive mixing in the upper troposphere and lower stratosphere, including mixing at the edge of the polar vortex, which is pronounced at the 4∘×5∘ resolution. At the coarser resolution, there is weakened vertical transport in the troposphere at midlatitudes to high latitudes due to the loss of sub-grid tracer eddy mass flux in the storm track regions. The vertical air mass fluxes are calculated in the model from the degraded coarse-resolution wind fields and the model does not conserve the air mass flux between model resolutions; as a result, the low resolution does not fully capture the vertical transport. This produces significant localized discrepancies, such as much greater CH4 abundances in the lower troposphere over China at 4∘×5∘ than at 2∘×2.5∘. Although we found that the CH4 simulation is significantly better at 2∘×2.5∘ than at 4∘×5∘, biases may still be present at 2∘×2.5∘ resolution. Their importance, particularly in regards to inverse modeling of CH4 emissions, should be evaluated in future studies using online transport in the native general circulation model as a benchmark simulation.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,007
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,046
Score d'incertitude au seuil0,091

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,007
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,032
Tête enseignante GPT0,232
Écart entre enseignants0,200 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations58
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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