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Enregistrement W4415108044 · doi:10.1175/aies-d-24-0107.1

Adjustment of Decadal Ocean Carbon Sink Predictions Using Deep Learning

2025· article· en· W4415108044 sur OpenAlexaffabout
Reinel Sospedra‐Alfonso, Parsa Gooya, Johannes Exenberger

Notice bibliographique

RevueArtificial Intelligence for the Earth Systems · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueAtmospheric and Environmental Gas Dynamics
Établissements canadiensEnvironment and Climate Change Canada
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMean squared errorArtificial neural networkAnomaly (physics)Correlation coefficientCarbon sinkForecast skillClimate modelFlexibility (engineering)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract We implement an encoder–decoder artificial neural network (ANN) to postprocess decadal predictions of gridded air–sea carbon dioxide (CO 2 ) flux produced with an Earth system model (ESM) having prescribed CO 2 emissions. Decadal predictions are initialized by constraining the ESM with observational data and drift toward the model unconstrained climatology. The resulting biased forecasts require adjustments to make the predictions usable. By leveraging the flexibility of the ANN to learn the complex nonlinear relationship between raw forecasts and verifying data, and its ability to learn from nonlocal spatial errors, we show that the ANN-based adjustment outperforms standard bias and linear trend corrections for the first 3 years in the forecast, both in terms of spatial and temporal accuracy. The squared root of the globally integrated mean square error is approximately 0.5 PgC yr −1 for the first year of the forecast, which is about half the value from the alternative methods, and remains well below 1.0 PgC yr −1 for the first 5 years. The globally averaged anomaly correlation coefficient is above 0.5 and remains above 0.3 for the first 4 years of the forecast, whereas the alternative corrections score about 0.3 or less at all lead years. The methodology is tested with emission-driven decadal predictions produced with the Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis forecasting system, which contribute to the Global Carbon Budget annual update. Significance Statement Deep learning has been used for postprocessing numerical weather predictions, but applications to longer-range forecasts are less common. Forecast postprocessing is a necessary step toward making predictions usable, since climate models are imperfect representations of the climate system and the forecast initial conditions are often erroneous. A deep learning (DL)-based model is implemented to adjust near-term predictions of ocean carbon sinks produced with Fifth Generation Canadian ESM (CanESM5), which couples a physics-based climate model with an interactive carbon cycle. These predictions contribute to the Global Carbon Budget annual update that tracks the distribution of global carbon emissions and sinks to inform progress toward the goals of the Paris Agreement. The DL-based postprocessing model outperforms standard correction methods for several years in the forecast, leading to more accurate near-term predictions of the ocean carbon sink.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut 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 enseignants0,584
Score d'incertitude au seuil0,453

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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 Opus0,022
Tête enseignante GPT0,255
Écart entre enseignants0,232 · 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 tête enseignante, 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'admission2
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