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Enregistrement W4389301114 · doi:10.3389/fclim.2023.1273770

Initialization shock in the ocean circulation reduces skill in decadal predictions of the North Atlantic subpolar gyre

2023· article· en· W4389301114 sur OpenAlexaff
Iuliia Polkova, Didier Swingedouw, Leon Hermanson, Armin Köhl, Detlef Stammer, Doug Smith, Jürgen Kröger, Ingo Bethke, Xiaosong Yang, Liping Zhang, Dario Nicolì, Panos Athanasiadis, Mehdi Pasha Karami, Klaus Pankatz, Holger Pohlmann, Bo Wu, Roberto Bilbao, Pablo Ortega, Shuting Yang, Reinel Sospedra‐Alfonso, William J. Merryfield, Takahito Kataoka, Hiroaki Tatebe, Yukiko Imada, Masayoshi Ishii, Richard J. Matear

Notice bibliographique

RevueFrontiers in Climate · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueClimate variability and models
Établissements canadiensEnvironment and Climate Change Canada
Organismes subventionnairesHORIZON EUROPE Framework ProgrammeDepartment for Business, Energy and Industrial Strategy, UK GovernmentNorges ForskningsrådCommonwealth Scientific and Industrial Research OrganisationMet OfficeEuropean CommissionDepartment for Environment, Food and Rural Affairs, UK GovernmentTrond Mohn stiftelseMinistry of Education, Culture, Sports, Science and TechnologyUniversité de BordeauxDeutsche ForschungsgemeinschaftUK Research and Innovation
Mots-clésOcean gyreInitializationClimatologyData assimilationOcean currentThermohaline circulationDownscalingEnvironmental scienceClimate modelShutdown of thermohaline circulationGeologyClimate changeOceanographyMeteorologyNorth Atlantic Deep WaterGeographyComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Due to large northward heat transport, the Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) strongly affects the climate of various regions. Its internal variability has been shown to be predictable decades ahead within climate models, providing the hope that synchronizing ocean circulation with observations can improve decadal predictions, notably of the North Atlantic subpolar gyre (SPG). Climate predictions require a starting point which is a reconstruction of the past climate. This is usually performed with data assimilation methods that blend available observations and climate model states together. There is no unique method to derive the initial conditions. Moreover, this can be performed using full-field observations or their anomalies superimposed on the model's climatology to avoid strong drifts in predictions. How critical ocean circulation drifts are for prediction skill has not been assessed yet. We analyze this possible connection using the dataset of 12 decadal prediction systems from the World Meteorological Organization Lead Centre for Annual-to-Decadal Climate Prediction. We find a variety of initial AMOC errors within the predictions related to a dynamically imbalanced ocean states leading to strongly displaced or multiple maxima in the overturning structures. This likely results in a blend of what is known as model drift and initial shock. We identify that the AMOC initialization influences the quality of the SPG predictions. When predictions show a large initial error in their AMOC, they usually have low skill for predicting internal variability of the SPG for a time horizon of 6-10 years. Full-field initialized predictions with low AMOC drift show better SPG skill than those with a large AMOC drift. Nevertheless, while the anomaly-initialized predictions do not experience large drifts, they show low SPG skill when skill also present in historical runs is removed using a residual correlation metric. Thus, reducing initial shock and model biases for the ocean circulation in prediction systems might help to improve their prediction for the SPG beyond 5 years. Climate predictions could also benefit from quality-check procedure for assimilation/initialization because currently the research groups only reveal the problems in initialization once the set of predictions has been completed, which is an expensive effort.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,057
Score d'incertitude au seuil0,315

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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.

Tête enseignante Opus0,018
Tête enseignante GPT0,244
Écart entre enseignants0,226 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
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

Citations17
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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