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Enregistrement W3215052354 · doi:10.3389/fenvs.2021.756603

Iterative Forecasting Improves Near-Term Predictions of Methane Ebullition Rates

2021· article· en· W3215052354 sur OpenAlexfundno aff
Ryan P. McClure, R. Quinn Thomas, Mary E. Lofton, Whitney M. Woelmer, Cayelan C. Carey

Notice bibliographique

RevueFrontiers in Environmental Science · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueAtmospheric and Environmental Gas Dynamics
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesGlobal Lake Ecological Observatory NetworkWestern Virginia Water AuthorityNational Science Foundation
Mots-clésEnvironmental scienceMethaneGreenhouse gasTerm (time)Atmospheric sciencesEconometricsEcologyMathematicsOceanographyGeologyPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

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 (CH4) from aquatic sediments to the atmosphere (ebullition) dominate freshwater greenhouse gas emissions, but it remains unknown how best to make robust near-term CH4 ebullition predictions using models. Near-term forecasting workflows have the potential to address several current challenges in predicting CH4 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 CH4 ebullition rates in a small eutrophic reservoir throughout one open-water period. The workflow included the repeated updating of a CH4 ebullition forecast model over time with newly-collected data via iterative model refitting. We compared the CH4 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 CH4 ebullition rates up to 2 weeks into the future [RMSE at 1-week ahead = 0.53 and 0.48 loge(mg CH4 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 CH4 models and drivers. Altogether, our study suggests that iterative forecasting improves week-to-week CH4 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 CH4 ebullition predictions.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,007
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,056
Score d'incertitude au seuil0,111

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,007
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,007
Tête enseignante GPT0,204
Écart entre enseignants0,197 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations12
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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