A new lightning scheme in the Canadian Atmospheric Model (CanAM5.1): implementation, evaluation, and projections of lightning and fire in future climates
Notice bibliographique
Résumé
Lightning is an important atmospheric process for generating reactive nitrogen, resulting in the production of tropospheric ozone, as well as igniting wildland fires, which result in potentially large emissions of many pollutants and short-lived climate forcers. Lightning is also expected to change in frequency and location with the changing climate. As such, lightning is an important component of Earth system models. Until now, the Canadian Earth System Model (CanESM) did not contain an interactive-lightning parameterization. The fire parameterization in CanESM5.1 was designed to use prescribed monthly climatological lightning. In this study, we have added a logistical regression lightning model that predicts lightning occurrence interactively based on three environmental variables and their interactions in CanESM5.1's atmospheric model, CanAM5.1 (Canadian Atmospheric Model), creating the capacity to interactively model lightning, allowing for future projections under different climate scenarios. The modelled lightning and resulting burned area were evaluated against satellite measurements over the historical period, and model biases were found to be acceptable. Modelled lightning had a small negative bias and excellent land–ocean ratio compared to satellite measurements. The modified version of CanESM5.1 was used to simulate two future climate scenarios (SSP2-4.5 and SSP5-8.5; Shared Socioeconomic Pathway) to assess how lightning and burned area change in the future. Under the higher-emissions scenario (SSP5-8.5), CanESM5.1 predicts almost no change to the global mean lightning flash rate by the end of the century (2081–2100 vs. 2015–2035 average). However, there are substantial regional changes to lightning – particularly over land – such as a mean increase of 6 % in the northern mid-latitudes and decrease of −8 % in the tropics. By the century's end, the change in global total burned area with prescribed climatological lightning was about 2 times greater than that with interactive lightning (42 % vs. 26 % increase, respectively). Conversely, in the northern mid-latitudes the use of interactive lightning resulted in 3 times more burned area compared to that with unchanging lightning (48 % vs. 16 % increase, respectively). These results show that the future changes to burned area are greatly dependent on a model's lightning scheme, both spatially and overall.
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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 | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 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 ».