A Gray‐Box Model for a Probabilistic Estimate of Regional Ground Magnetic Perturbations: Enhancing the NOAA Operational Geospace Model With Machine Learning
Notice bibliographique
Résumé
Abstract We present a novel algorithm that predicts the probability that the time derivative of the horizontal component of the ground magnetic field d B / d t exceeds a specified threshold at a given location. This quantity provides important information that is physically relevant to geomagnetically induced currents (GICs), which are electric currents associated with sudden changes in the Earth's magnetic field due to space weather events. The model follows a “gray‐box” approach by combining the output of a physics‐based model with machine learning. Specifically, we combine the University of Michigan's Geospace model that is operational at the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Space Weather Prediction Center, with a boosted ensemble of classification trees. We discuss the problem of recalibrating the output of the decision tree to obtain reliable probabilities. The performance of the model is assessed by typical metrics for probabilistic forecasts: Probability of Detection and False Detection, True Skill Statistic, Heidke Skill Score, and Receiver Operating Characteristic curve. We show that the ML‐enhanced algorithm consistently improves all the metrics considered.
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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 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».