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Enregistrement W4408486868 · doi:10.5194/egusphere-egu25-16116

Daily Data-Driven Emulation of the Fire Weather Index: Deep Learning Solutions for Wildfire Risk Prediction

2025· preprint· en· W4408486868 sur OpenAlexaboutno aff
Óscar Mirones, Jorge Baño-Media, Joaquín Bedia

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueFire effects on ecosystems
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésEmulationIndex (typography)MeteorologyEnvironmental scienceComputer scienceGeographyWorld Wide WebPsychology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Wildfires are an intensifying global challenge, driven by climate change, which increases their frequency, severity, and spatial extent. Accurate wildfire risk assessment and forecasting are essential for effective mitigation, resource allocation, and long-term planning. The Canadian Fire Weather Index (FWI) is a widely used fire danger rating system that integrates four primary daily meteorological variables—24-hour accumulated precipitation, wind speed, relative humidity, and temperature—into six components representing fuel moisture, ignition probability, and fire spread potential. Its temporal "memory" feature, which tracks moisture changes over time, makes it particularly valuable for capturing wildfire dynamics.However, the FWI reliance on specific daily input data at noon poses challenges for its application in regions or scenarios lacking such precise temporal measurements. To address this limitation, FWI proxies computed using daily mean data offer a practical alternative. Yet, these proxies often lack the fidelity required to fully replicate the FWI values.This study focuses on enhancing the emulation of the original FWI using daily mean data and other proxy variables by leveraging advanced deep learning techniques. We explore a spectrum of architectures, ranging from conventional machine learning models to state-of-the-art approaches like convolutional neural networks (CNNs) and Convolutional Long Short-Term Memory (ConvLSTM) networks. These models are tailored to capture the spatial and temporal complexities of wildfire behavior while maintaining robustness in the face of variable data availability.Our research centers on the Iberian Peninsula, a Mediterranean region highly vulnerable to extreme wildfire events. By utilizing high-resolution, geo-referenced datasets, we validate the ability of these models to emulate the original FWI with high accuracy. To enhance model interpretability, we integrate eXplainable Artificial Intelligence (XAI) techniques, providing actionable insights into the decision-making processes and addressing concerns about the "black box" nature of deep learning.This work demonstrates how daily data, combined with cutting-edge deep learning methods, can effectively emulate the FWI, offering a scalable and reliable solution for wildfire risk prediction in regions where traditional inputs are unavailable. The proposed models bridge the gap between limited data availability and the growing need for precise fire danger indices, enabling improved assessment and planning for wildfire-prone regions.By advancing the science of wildfire modeling through daily data-driven approaches, this study contributes to a deeper understanding of spatial and temporal wildfire dynamics. It highlights the potential of integrating geoscience, climatology, and artificial intelligence to develop practical tools for wildfire risk mitigation, resilience, and decision-making in a rapidly changing climate. Acknowledgments: This research work is part of R+D+i project CORDyS (PID2020-116595RB-I00) with funding from the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities MCIN/AEI/10.13039/501100011033. O.M. has received the research grant PRE2021-100292 funded by MCIN/AEI /10.13039/501100011033.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,014
Score d'incertitude au seuil0,028

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,017
Tête enseignante GPT0,242
Écart entre enseignants0,225 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
Routes d'admission1
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