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Enregistrement W4311681088 · doi:10.22215/etd/2022-15313

Atmospheric Methane Data Assimilation in the CMAQ Air Quality Model

2022· dissertation· en· W4311681088 sur OpenAlexafffund
Seyyedsina Voshtani

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typedissertation
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueAtmospheric and Environmental Gas Dynamics
Établissements canadiensCarleton University
Organismes subventionnairesNational Oceanic and Atmospheric AdministrationEnvironment and Climate Change CanadaCompute Canada
Mots-clésData assimilationMethaneGreenhouse gasAir quality indexEnvironmental scienceCMAQCovarianceAtmospheric methaneMeteorologyParametric statisticsStatisticsMathematicsChemistryGeography

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Atmospheric methane is a potent greenhouse gas (GHG) and the second-largest contributor to anthropogenic climate forcing.After stabilizing in the early 2000s, the global methane concentration has sharply risen since 2007, mainly due to human-related activities.Curbing the rise of methane concentrations entails identifying and reducing methane emissions, which may otherwise significantly impact climate and air quality.Due to their near-continuous global coverage, satellite observations of methane are often combined with chemical transport models (CTMs) to improve model concentrations and emissions estimates.Previous methane studies are still faced with significant gaps and challenges such that considerable discrepancies among their results have been reported consistently.On the estimation side, most studies assumed that the model is perfect and characterization of uncertainties is already optimal.Obtaining information on methane uncertainties using conventional approaches requires extensive computational resources compared to model integration.Furthermore, there is a lack of independent and objective evaluation of those estimated uncertainties.The first thesis objective is to develop a novel cost-efficient data assimilation framework capable of estimating error statistics using a CTM.This method is referred to as parametric variance Kalman filter (PvKF), which relies on continuous formulation of error covariance propagation without making the perfect model assumption.We test the validity of our assumptions and the performance of the PvKF assimilation using simulated GOSAT observations.iii Our next goal is to conduct near-optimal assimilation to represent the true methane field.Cross-validation offers an objective manner to characterize the success of the method.We extend that method to the satellite observations and multiple covariance parameter estimations.Using estimated error statistics and GOSAT observations, we found that the quality of the analysis substantially depends on the optimality of those error covariances.Lastly, we evaluate the use of PvKF assimilation in a source inversion context in comparison with a traditional 4D-Var inversion.Using Observing System Simulation Experiments (OSSEs), we verify the ability of our new inversion framework to recover a distribution of known emissions.Our results indicate that both the analysis field and its error covariance exert a tangible influence in lowering the bias and variance of the recovered emissions.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,158
Score d'incertitude au seuil0,315

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0060,002

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.

Tête enseignante Opus0,034
Tête enseignante GPT0,307
Écart entre enseignants0,273 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2022
Routes d'admission2
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