A hybrid deep learning and data assimilation method for model error estimation
Notice bibliographique
Résumé
Forecast errors of numerical weather prediction consist of model errors and the growth of initial condition errors, while the initial condition is often optimized based on short-term forecasts. Thus it is difficult to untangle the initial condition error and model error, but it is essential to infer model errors not just for prediction but also for data assimilation (DA). A hybrid deep learning (DL) and DA method is proposed here, aiming to correct model errors. It uses a convolutional neural network (CNN) to extract characteristics of initial conditions and forecast errors, and then provides estimations for model errors. The CNN-based model error estimation method can consider the model error resulted from inaccurate model parameters, or simultaneously consider the model error and initial condition error. Based on the Lorenz05 model, offline and online experiments demonstrate that the CNN-based model error estimation method can effectively correct model errors resulted from inaccurate model parameters, including the forcing F, coupling coefficient c, and relative scale b. For both online and offline model error estimations, simultaneously considering model errors and initial condition errors are beneficial to infer the model errors, compared to considering model errors only. Moreover, using the observations to verify the forecasts has advantages over using the analyses, to estimate the model errors. Using observations can also achieve a faster convergence of model error estimation with online DA than using analyses.
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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) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».