A 4D-Var inversion system based on the icosahedral grid model(NICAM-TM 4D-Var v1.0): 1. Off-line forward and adjointtransport models
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. A 4-dimensional variational (4D-Var) method is a popular algorithm for inverting atmospheric greenhouse gas (GHG) measurements. In order to meet the computationally intense 4D-Var iterative calculation, off-line forward and adjoint transport models are developed based on the Nonhydorstatic ICosahedral Atmospheric Model (NICAM). By introducing flexibility into the temporal resolution of the input meteorological data, the forward model developed in this study is not only computationally efficient but is also found to nearly match the transport performance of the on-line model. In a transport simulation of atmospheric carbon dioxide (CO2), the data-thinning error (error resulting from reduction in the time resolution of the meteorological data used to drive the off-line transport model) is minimized by employing high temporal resolution data of the vertical diffusion coefficient; with a lower temporal resolution, significant concentration biases near the surface are introduced. The new adjoint model can be run in discrete or continuous adjoint mode for the advection process. The discrete adjoint is characterized by perfect adjoint relationship with the forward model that switches off the flux limiter, while the continuous adjoint is characterized by imperfect but reasonable adjoint relationship with its corresponding forward model. In the latter case, both the forward and adjoint models use the flux limiter to ensure the monotonicity of tracer concentrations and sensitivities. Trajectory analysis for high-CO2 concentration events are performed to test adjoint sensitivities; we also demonstrate the potential usefulness of our adjoint model for diagnosing tracer transport. Both the off-line forward and adjoint models have computational efficiency about ten times more than that of the on-line model. A description of our new 4D-Var system that includes an optimization method, along with its application in an atmospheric CO2 inversion and the effects of using either the discrete or continuous adjoint method, is presented in an accompanying paper (Niwa et al., 2016).
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,010 | 0,004 |
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 ».