Data assimilation for weather forecasting: Are we optimizing the appropriate initial conditions?
Notice bibliographique
Résumé
Weather forecasting being an initial value problem, we generally seek to minimize the error on the initial state of the model in hopes of reducing errors at future forecast times. However, if our primary goal were to reduce forecast errors, would we minimize initial condition errors differently? Forecast errors are determined by two terms: the initial condition error, and the error growth during the forecast. The first term dominates the errors for short forecast times, but as forecast time increases, the second term becomes increasingly important. Thus, we wondered if there is a way to also lower forecast error growth by minimizing initial conditions errors differently.In that context, we considered whether other possible strategies such as minimizing errors on tendencies and minimizing errors on larger more predictable scales could lead to better forecasts. We chose to answer these questions by analyzing four months of ensemble forecasts from the Canadian Global Ensemble Prediction System. Each member was successively taken to be the truth, and different forms of initial condition “errors” (in values, in tendencies, at large scales) of other members were computed and compared with forecast errors as a function of forecast time.We found that for short-range forecasts, forecast errors are better correlated with errors on initial state variables, whereas for long-range forecasts, forecast errors are better correlated with a combination of errors on the initial state variables and their tendencies. Furthermore, we found that lowering initial tendencies errors by 10% leads to better forecast improvement than lowering initial state variable errors by 10% for all forecast times. Lastly, focusing strictly on initial condition errors at larger scales did not provide better forecasts. These results suggest that having data assimilation systems also minimize errors on initial tendencies could yield better forecasts
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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 | 0,003 | 0,012 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».