Physical and Statistical Links between Errors at the Surface, in the Boundary Layer, and in the Free Atmosphere in Medium-Range Numerical Weather Predictions
Notice bibliographique
Résumé
The adequate representation of interactions between the land surface and the atmosphere is of crucial importance in modern numerical weather prediction (NWP) systems. In this context, this study examines how errors in the planetary boundary layer (PBL) depend on the quality of near-surface prediction over land for medium-range NWP. Two series of 10-day forecasts from Environment and Climate Change Canada (ECCC)’s global deterministic prediction system were evaluated: one similar to what is currently used in ECCC’s operational systems and the other with improved land surface modeling and land data assimilation. An objective evaluation was performed for the 2019 summer season in North America, with a special emphasis on three specific areas: northern Canada, the central US, and the southeastern US. The results indicate that the impact of the new land surface package is more difficult to interpret in the PBL than it is at the screen level. The error differences between the two experiments are quite distinct for the three regions examined. As expected, random errors (standard deviations) for air temperature and specific humidity in the PBL are directly linked with their own random errors at the screen level, with correlation coefficients decreasing from a value of one at the surface to values of about 0.2–0.3 a few kilometers above the surface. Less expected, however, is the fact that random errors in the lower atmosphere also strongly depend on changes in air temperature biases at the surface. Warmer near-surface conditions lead to increased random errors for air temperature in the lower atmosphere, in association with the development of the deeper PBL, with greater spatial variability. This finding is of particular interest when evaluating new configurations of NWP systems for implementation in national meteorological and environmental prediction centers.
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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 | 0,005 | 0,024 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».