Constraining low-frequency variability in climate projections to predict climate on decadal to multi-decadal timescales – a poor man's initialized prediction system
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Near-term projections of climate change are subject to substantial uncertainty from internal climate variability. Here we present an approach to reduce this uncertainty by sub-selecting those ensemble members that more closely resemble observed patterns of ocean temperature variability immediately prior to a certain start date. This constraint aligns the observed and simulated variability phases and is conceptually similar to initialization in seasonal to decadal climate predictions. We apply this variability constraint to large multi-model projection ensembles from the Coupled Model Intercomparison Project phase 6 (CMIP6), consisting of more than 200 ensemble members, and evaluate the skill of the constrained ensemble in predicting the observed near-surface temperature, sea-level pressure, and precipitation on decadal to multi-decadal timescales. We find that the constrained projections show significant skill in predicting the climate of the following 10 to 20 years, and added value over the ensemble of unconstrained projections. For the first decade after applying the constraint, the global patterns of skill are very similar and can even outperform those of the multi-model ensemble mean of initialized decadal hindcasts from the CMIP6 Decadal Climate Prediction Project (DCPP). In particular for temperature, larger areas show added skill in the constrained projections compared to DCPP, mainly in the Pacific and some neighboring land regions. Temperature and sea-level pressure in several regions are predictable multiple decades ahead, and show significant added value over the unconstrained projections for forecasting the first 2 decades and the 20-year averages. We further demonstrate the suitability of regional constraints to attribute predictability to certain ocean regions. On the example of global average temperature changes, we confirm the role of Pacific variability in modulating the reduced rate of global warming in the early 2000s, and demonstrate the predictability of reduced global warming rates over the following 15 years based on the climate conditions leading up to 1998. Our results illustrate that constraining internal variability can significantly improve the accuracy of near-term climate change estimates for the next few decades.
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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 | 0,002 | 0,005 |
| 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 ».