Modeling cloud-to-ground lightning probability in Alaskan tundra through the integration of Weather Research and Forecast (WRF) model and machine learning method
Notice bibliographique
Résumé
Wildland fires exert substantial impacts on tundra ecosystems of the high northern latitudes (HNL), ranging from biogeochemical impact on climate system to habitat suitability for various species.Cloud-to-ground (CG) lightning is the primary ignition source of wildfires.It is critical to understand mechanisms and factors driving lightning strikes in this cold, treeless environment to support operational modeling and forecasting of fire activity.Existing studies on lightning strikes primarily focus on Alaskan and Canadian boreal forests where land-atmospheric interactions are different and, thus, not likely to represent tundra conditions.In this study, we designed an empirical-dynamical method integrating Weather Research and Forecast (WRF) simulation and machine learning algorithm to model the probability of lightning strikes across Alaskan tundra between 2001 and 2017.We recommended using Thompson 2-moment and Mellor-Yamada-Janjic schemes as microphysics and planetary boundary layer parameterizations for WRF simulations in the tundra.Our modeling and forecasting test results have shown a strong capability to predict CG lightning probability in Alaskan tundra, with the values of area under the receiver operator characteristics curves above 0.9.We found that parcel lifted index and vertical profiles of atmospheric variables, including geopotential height, dew point temperature, relative humidity, and velocity speed, important in predicting lightning occurrence, suggesting the key role of convection in lightning formation in the tundra.Our method can be applied to data-scarce regions and support future studies of fire potential in the HNL.
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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 | 0,005 | 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».