Statistical predictability of the Arctic sea ice volume anomaly: identifying predictors and optimal sampling locations
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. This work evaluates the statistical predictability of the Arctic sea ice volume (SIV) anomaly – here defined as the detrended and deseasonalized SIV – on the interannual timescale. To do so, we made use of six datasets, from three different atmosphere–ocean general circulation models, with two different horizontal grid resolutions each. Based on these datasets, we have developed a statistical empirical model which in turn was used to test the performance of different predictor variables, as well as to identify optimal locations from where the SIV anomaly could be better reconstructed and/or predicted. We tested the hypothesis that an ideal sampling strategy characterized by only a few optimal sampling locations can provide in situ data for statistically reproducing and/or predicting the SIV interannual variability. The results showed that, apart from the SIV itself, the sea ice thickness is the best predictor variable, although total sea ice area, sea ice concentration, sea surface temperature, and sea ice drift can also contribute to improving the prediction skill. The prediction skill can be enhanced further by combining several predictors into the statistical model. Applying the statistical model with predictor data from four well-placed locations is sufficient for reconstructing about 70 % of the SIV anomaly variance. As suggested by the results, the four first best locations are placed at the transition Chukchi Sea–central Arctic–Beaufort Sea (79.5∘ N, 158.0∘ W), near the North Pole (88.5∘ N, 40.0∘ E), at the transition central Arctic–Laptev Sea (81.5∘ N, 107.0∘ E), and offshore the Canadian Archipelago (82.5∘ N, 109.0∘ W), in this respective order. Adding further to six well-placed locations, which explain about 80 % of the SIV anomaly variance, the statistical predictability does not substantially improve taking into account that 10 locations explain about 84 % of that variance. An improved model horizontal resolution allows a better trained statistical model so that the reconstructed values better approach the original SIV anomaly. On the other hand, if we inspect the interannual variability, the predictors provided by numerical models with lower horizontal resolution perform better when reconstructing the original SIV variability. We believe that this study provides recommendations for the ongoing and upcoming observational initiatives, in terms of an Arctic optimal observing design, for studying and predicting not only the SIV values but also its interannual variability.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 tête enseignante, 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 ».