Parameter Estimation in Land Surface Models: Challenges and Opportunities With Data Assimilation and Machine Learning
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Accurately predicting terrestrial ecosystem responses to climate change over long‐timescales is crucial for addressing global challenges. This relies on mechanistic modeling of ecosystem processes through land surface models (LSMs). Despite their importance, LSMs face significant uncertainties due to poorly constrained parameters, especially in carbon cycle predictions. This paper reviews the progress made in using data assimilation (DA) for LSM parameter optimization, focusing on carbon‐water‐vegetation interactions, as well as discussing the technical challenges faced by the community. These challenges include identifying sensitive model parameters and their prior distributions, characterizing errors due to observation biases and model‐data inconsistencies, developing observation operators to interface between the model and the observations, tackling spatial and temporal heterogeneity as well as dealing with large and multiple data sets, and including the spin‐up and historical period in the assimilation window. We outline how machine learning (ML) can help address these issues, proposing different avenues for future work that integrate ML and DA to reduce uncertainties in LSMs. We conclude by highlighting future priorities, including the need for international collaborations, to fully leverage the wealth of available Earth observation data sets, harness ML advances, and enhance the predictive capabilities of LSMs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».