Iterative Forecasting Improves Near-Term Predictions of Methane Ebullition Rates
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Notice bibliographique
Résumé
Near-term, ecological forecasting with iterative model refitting and uncertainty partitioning has great promise for improving our understanding of ecological processes and the predictive skill of ecological models, but to date has been infrequently applied to predict biogeochemical fluxes. Bubble fluxes of methane (CH 4 ) from aquatic sediments to the atmosphere (ebullition) dominate freshwater greenhouse gas emissions, but it remains unknown how best to make robust near-term CH 4 ebullition predictions using models. Near-term forecasting workflows have the potential to address several current challenges in predicting CH 4 ebullition rates, including: development of models that can be applied across time horizons and ecosystems, identification of the timescales for which predictions can provide useful information, and quantification of uncertainty in predictions. To assess the capacity of near-term, iterative forecasting workflows to improve ebullition rate predictions, we developed and tested a near-term, iterative forecasting workflow of CH 4 ebullition rates in a small eutrophic reservoir throughout one open-water period. The workflow included the repeated updating of a CH 4 ebullition forecast model over time with newly-collected data via iterative model refitting. We compared the CH 4 forecasts from our workflow to both alternative forecasts generated without iterative model refitting and a persistence null model. Our forecasts with iterative model refitting estimated CH 4 ebullition rates up to 2 weeks into the future [RMSE at 1-week ahead = 0.53 and 0.48 log e (mg CH 4 m −2 d −1 ) at 2-week ahead horizons]. Forecasts with iterative model refitting outperformed forecasts without refitting and the persistence null model at both 1- and 2-week forecast horizons. Driver uncertainty and model process uncertainty contributed the most to total forecast uncertainty, suggesting that future workflow improvements should focus on improved mechanistic understanding of CH 4 models and drivers. Altogether, our study suggests that iterative forecasting improves week-to-week CH 4 ebullition predictions, provides insight into predictability of ebullition rates into the future, and identifies which sources of uncertainty are the most important contributors to the total uncertainty in CH 4 ebullition predictions.
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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 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,003 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| 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 découle