Advancements and Challenges in Assessing and Predicting the Global Carbon Cycle Variations Using Earth System Models
Notice bibliographique
Résumé
The imperative to comprehend and forecast global carbon cycle variations in response to climate variability and change over recent decades and in the near future underscores its critical role in informing the global stocktaking process. Our study investigates CO2 fluxes and atmospheric CO2 growth through ensemble decadal prediction simulations using Earth System Models (ESMs) driven by CO2 emissions with an interactive carbon cycle. These prediction systems provide valuable insights into the global carbon cycle and, therefore, the variations in atmospheric CO2. Assimilative ESMs with interactive carbon cycles effectively reconstruct and predict atmospheric CO2 and carbon sink evolution. The emission-driven prediction systems maintain comparable skills to conventional concentration-driven methods, predicting 2-year accuracy for air-land CO2 fluxes and atmospheric CO2 growth, with air-sea CO2 fluxes exhibiting higher skill for up to 5 years. Our multi-model predictions for the next year, along with assimilation reconstructions, for the first time contribute to the Global Carbon Budget 2023 assessment. We plan regular updates and the involvement of more ESMs in future assessments. Ongoing efforts include implementing seasonal-scale predictions for skill improvement. Furthermore, we assess uncertainty contributions to CO2 flux and growth predictions, revealing the comparable impacts of internal climate variability and diverse model responses, particularly at a lead time of 1-2 years. Notably, the effect of CO2 emission forcing rivals internal variability at a 1-year lead time. Large uncertainties in CO2 responses to initial states of ENSO are observed, stemming from both model responses and internal variability. The challenge lies in addressing the scarcity and uncertainty of data for initialization and obtaining precise external forcings to enhance the reliability of predictions. The further advancements involve not only addressing comprehensive bias correction but also implementing statistical methods to enhance dynamical predictions.
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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 | 0,006 | 0,016 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».