Improved prediction of dimethyl sulfide (DMS) distributions in the northeast subarctic Pacific using machine-learning algorithms
Notice bibliographique
Résumé
Dimethyl sulfide (DMS) is a volatile biogenic gas with the potential to influence regional climate as a source of atmospheric aerosols and cloud condensation nuclei (CCN). The complexity of the oceanic DMS cycle presents a challenge in accurately predicting sea surface concentrations and sea–air fluxes of this gas. In this study, we applied machine-learning methods to model the distribution of DMS in the northeast subarctic Pacific (NESAP), a global DMS hot spot. Using nearly two decades of ship-based DMS observations, combined with satellite-derived oceanographic data, we constructed ensembles of 1000 machine-learning models using two techniques: random forest regression (RFR) and artificial neural networks (ANN). Our models dramatically improve upon existing statistical DMS models, capturing up to 62 % of observed DMS variability in the NESAP and demonstrating notable regional patterns that are associated with mesoscale oceanographic variability. In particular, our results indicate a strong coherence between DMS concentrations, sea surface nitrate (SSN) concentrations, photosynthetically active radiation (PAR), and sea surface height anomalies (SSHA), suggesting that NESAP DMS cycling is primarily influenced by heterogenous nutrient availability, light-dependent processes and physical mixing. Based on our model output, we derive summertime, sea–air flux estimates of 1.16 ± 1.22 Tg S in the NESAP. Our work demonstrates a new approach to capturing spatial and temporal patterns in DMS variability, which is likely applicable to other oceanic regions.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 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 ».