Meteor radar vertical wind observation biases and mathematical debiasing strategies including the 3DVAR+DIV algorithm
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Meteor radars have become widely used instruments to study atmospheric dynamics, particularly in the 70 to 110 km altitude region. These systems have been proven to provide reliable and continuous measurements of horizontal winds in the mesosphere and lower thermosphere. Recently, there have been many attempts to utilize specular and/or transverse scatter meteor measurements to estimate vertical winds and vertical wind variability. In this study we investigate potential biases in vertical wind estimation that are intrinsic to the meteor radar observation geometry and scattering mechanism, and we introduce a mathematical debiasing process to mitigate them. This process makes use of a spatiotemporal Laplace filter, which is based on a generalized Tikhonov regularization. Vertical winds obtained from this retrieval algorithm are compared to UA-ICON model data. This comparison reveals good agreement in the statistical moments of the vertical velocity distributions. Furthermore, we present the first observational indications of a forward scatter wind bias. It appears to be caused by the scattering center's apparent motion along the meteor trajectory when the meteoric plasma column is drifted by the wind. The hypothesis is tested by a radiant mapping of two meteor showers. Finally, we introduce a new retrieval algorithm providing a physically and mathematically sound solution to derive vertical winds and wind variability from multistatic meteor radar networks such as the Nordic Meteor Radar Cluster (NORDIC) and the Chilean Observation Network De meteOr Radars (CONDOR). The new retrieval is called 3DVAR+DIV and includes additional diagnostics such as the horizontal divergence and relative vorticity to ensure a physically consistent solution for all 3D winds in spatially resolved domains. Based on this new algorithm we obtained vertical velocities in the range of w = ± 1–2 m s−1 for most of the analyzed data during 2 years of collection, which is consistent with the values reported from general circulation models (GCMs) for this timescale and spatial resolution.
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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 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 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 ».