利用联合推断分析量化古气候数据与动力学气候模型中的年龄和模型不确定性
应用统计
2019-04-18 v2
摘要
古气候科学的一个主要目标是利用气候变量的代用指标（如在沉积物岩芯中观测到的那些）重建历史气候，并在此过程中了解气候动力学。这一目标受到诸多不确定性的阻碍，包括沉积物岩芯深度与年龄的关系、代用指标量与气候变量的关系、气候模型的设定方式，以及气候模型中参数的取值。量化这些不确定性对于得出有充分依据的结论至关重要。分析通常分阶段进行，例如，第一阶段估计沉积物岩芯的深度-年龄关系，然后将其作为输入在第二阶段校准气候模型。在此，我们表明此类“多阶段”方法可能导致误导性结论。我们开发了一种用于气候重建、模型校准和年龄模型估计的联合推断方法。我们关注过去 780 kyr 的冰期-间冰期循环，分析了跨越这一范围的两根沉积物岩芯。我们的年龄估计与以往研究大体一致，但提供了所有不确定性的完整联合规范、模型参数的估计以及模型证据。通过从后验分布中抽取合理的年代学序列，我们证明，下游科学结论在不同的抽样年代学序列之间，以及与完整联合推断分析所得结论相比，可能存在巨大差异。我们得出结论，在处理不确定性时多阶段分析是不充分的，为了得出可靠的结论，必须进行完整的联合推断分析。
引用
@article{arxiv.1803.08482,
title = {Quantifying Age and Model Uncertainties in Paleoclimate Data and Dynamical Climate Models with a Joint Inferential Analysis},
author = {Jake Carson and Michel Crucifix and Simon P. Preston and Richard D. Wilkinson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.08482},
year = {2019}
}