On the predictability of turbulent fluxes from land: PLUMBER2 MIP experimental description and preliminary results
Notice bibliographique
Résumé
Accurate representation of the turbulent exchange of carbon, water, and heat between the land surface and the atmosphere is critical for modelling global energy, water, and carbon cycles in both future climate projections and weather forecasts. Evaluation of models' ability to do this is performed in a wide range of simulation environments, often without explicit consideration of the degree of observational constraint or uncertainty and typically without quantification of benchmark performance expectations. We describe a Model Intercomparison Project (MIP) that attempts to resolve these shortcomings, comparing the surface turbulent heat flux predictions of around 20 different land models provided with in situ meteorological forcing evaluated with measured surface fluxes using quality-controlled data from 170 eddy-covariance-based flux tower sites. Predictions from seven out-of-sample empirical models are used to quantify the information available to land models in their forcing data and so the potential for land model performance improvement. Sites with unusual behaviour, complicated processes, poor data quality, or uncommon flux magnitude are more difficult to predict for both mechanistic and empirical models, providing a means of fairer assessment of land model performance. When examining observational uncertainty, model performance does not appear to improve in low-turbulence periods or with energy-balance-corrected flux tower data, and indeed some results raise questions about whether the energy balance correction process itself is appropriate. In all cases the results are broadly consistent, with simple out-of-sample empirical models, including linear regression, comfortably outperforming mechanistic land models. In all but two cases, latent heat flux and net ecosystem exchange of CO 2 are better predicted by land models than sensible heat flux, despite it seeming to have fewer physical controlling processes. Land models that are implemented in Earth system models also appear to perform notably better than stand-alone ecosystem (including demographic) models, at least in terms of the fluxes examined here. The approach we outline enables isolation of the locations and conditions under which model developers can know that a land model can improve, allowing information pathways and discrete parameterisations in models to be identified and targeted for future model development.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».