Wavelet transform applied to ERA5 global daily precipitation fields to assess changes in the rainfall patterns
Notice bibliographique
Résumé
Wavelet transforms allow for the decomposition of precipitation fields over a broad range of spatial scales. The wavelet coefficients obtained from the decomposition of daily global precipitation fields can be used to study the spatial characteristics of the model simulated field over multiple spatial scales, in addition to diagnosing the effective model resolution. At a given spatial scale, the variability of the corresponding wavelet coefficients is proportional to the amount of “details” needed to pass from the representation of the precipitation field at that scale to the representation with respect to the next -finer- scale. The greater the variability, the greater the details required, and the greater the energy associated with that specific spatial scale. If we consider a sequence of daily precipitation fields over several years, we can construct the energy spectrum of global precipitation and analyse its evolution with climate change. We also propose utilising wavelets in future downscaling activity. We have applied a 2D Haar wavelet transform to the ERA5 global daily precipitation fields for the period from 1950 to 2020. Then, we have studied the variability of the daily wavelet coefficients for the different spatial scales. If we compare the two normal periods, 1961-1990 and 1991-2020, it can be seen that for the most recent period there is a shift of the maximum of the energy spectrum towards smaller scales. The shift is more pronounced in the tropics. If we consider the time series of the energies, there is an increase in the energies for most of the spatial scales after 1985. The growth rates among the scales are different, though, and precipitation at the Meso-beta scale and the lower part of the synoptic scale (up to around 440 km) has become more important in the total wavelet energy balance of daily precipitation. The wavelet analysis enables us to detect a change in the scale structure of the global daily precipitation patterns with climate change. The results presented here are part of the work described in detail in the scientific article: Benestad, R.E., Lussana, C., Lutz, J., Dobler, A., Landgren, O., Haugen, J.E., Mezghani, A., Casati, B. and Parding, K. M.: Global hydro-climatological indicators and changes in the global hydrological cycle and rainfall patterns, accepted for publication in PLOS Climate, 2022
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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 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».