The Fractional Energy Balance Equation for Climate projections through 2100
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. We produce climate projections through the 21st century using the fractional energy balance equation (FEBE) which is a generalization of the standard EBE. The FEBE can be derived either from Budyko–Sellers models or phenomenologically by applying the scaling symmetry to energy storage processes. It is easily implemented by changing the integer order of the storage (derivative) term in the EBE to a fractional value near 1/2. The FEBE has two shape parameters: a scaling exponent H and relaxation time τ; its amplitude parameter is the equilibrium climate sensitivity (ECS). Two additional parameters were needed for the forcing: an aerosol re-calibration factor α to account for the large aerosol uncertainty, and a volcanic intermittency correction exponent ν. A Bayesian framework based on historical temperatures and natural and anthropogenic forcing series was used for parameter estimation. Significantly, the error model was not ad hoc, but was predicted by the model itself: the internal variability response to white noise internal forcing. The 90 % Confidence Interval (CI) of the shape parameters were H = [0.33, 0.44] (median = 0.38), τ = [2.4, 7.0] (median = 4.7) years compared to the usual EBE H = 1, and literature values τ typically in the range 2–8 years. We found that aerosols were too strong by an average factor α = [0.2, 1.0] (median = 0.6) and the volcanic intermittency correction exponent was ν = [0.15, 0.41] (median = 0.28) compared to standard values α = ν = 1. The overpowered aerosols support a revision of the global modern (2005) aerosol forcing 90 % CI to a narrower range [−1.0, −0.2] W m−2 compared with the IPCC AR5 range [1.5, 4.5] K (median = 3.2 K). Similarly, we found the transient climate sensitivity (TCR) = [1.2, 1.8] K (median = 1.5 K) compared to the AR5 range TCR = [1.0, 2.5] K (median = 1.8 K). As commonly seen in other observational-based studies, the FEBE values are therefore somewhat lower but still consistent with those in IPCC AR5. Using these parameters we made projections to 2100 using both the Representative Carbon Pathways (RCP) and Shared Socioeconomic Pathways (SSP) scenarios and shown alongside the CMIP5/6 MME. The FEBE hindprojections (1880–2019) closely follow observations (notably during the hiatus, 1998–2015). Overall the FEBE were 10–15 % lower but due to their smaller uncertainties, their 90 % CIs lie completely within the GCM 90 % CIs. The FEBE thus complements and supports the GCMs.
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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 | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
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 ».