Machine Learning in Environmental and Climate Science: Overview and Introduction
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Machine learning (ML), a major branch of artificial intelligence, has been advancing environmental science beyond what is possible with the traditional approaches of physics, chemistry, biology, and statistics. ML and statistics are both data science approaches; however, relative to statistics, ML trades off interpretability for prediction accuracy. Poor interpretability initially hindered the acceptance of ML methods in environmental science. ML methods are now widely used in the fields of atmospheric science, oceanography, cryospheric science, hydrology, forestry, agricultural science, and climate science. The most common ML methods are neural network (NN) models, inspired by biological NNs in animal brains. Deep learning, that is, deep NN models, has become prominent since the mid-2010s, with the number of layers of mapping in deep NN models being much larger than in the earlier NN models. ML methods were initially introduced into environmental science as nonlinear statistical tools, with no direct relation to numerical models based on physics (“physics” being used in the broadest sense, i.e., physics + chemistry + biology, etc.). The recent merging of the two entirely different approaches, ML and numerical modeling, points to a new future for environmental and climate science.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,006 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,009 | 0,005 |
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 ».