Improving predictions of land-atmosphere interactions based on a hybrid data assimilation and machine learning method
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. The energy and moisture exchange between the land surface and atmospheric boundary layer plays a critical role in regional climate simulations. This paper implemented a hybrid data assimilation and machine learning framework (DA-ML method) into the Weather Research and Forecasting (WRF) model to optimize surface soil and vegetation conditions. The hybrid method can integrate remotely sensed leaf area index (LAI), multi-source soil moisture (SM) observations, and land surface models (LSMs) to accurately describe land surface states and fluxes. The performance of the hybrid method on the regional climate was evaluated in the Heihe River Basin (HRB), the second largest endorheic river basin in Northwest China. The findings indicate that the DA-ML method improved the estimation of evapotranspiration (ET) and generated a spatial distribution consistent with the ML-based watershed ET (ETMap). The WRF simulations overestimated (underestimated) the air temperature (specific humidity) in the vegetated areas of the HRB. In contrast, the estimated air temperature and specific humidity from WRF (DA-ML) agree well with the observations, especially in the midstream oasis. The DA-ML framework enhanced oasis-desert interactions by improving the soil and vegetation characteristics. The wetting and cooling effects and wind shield effects of the oasis were enhanced by the DA-ML. The wetting and cooling effect of the oasis can transfer water vapor to the surrounding desert, which benefits the oasis-desert ecosystem. The results show that the wetting and cooling effects only negligibly changed the local precipitation in the midstream oasis. However, upstream of the HRB, the integration of LAI and SM will induce water vapor intensification and promote precipitation, particularly on windward slopes.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| 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 | 0,001 | 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 ».