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大气科学的机器学习解释性教程
摘要：随着解释机器学习（ML）模型的兴趣越来越多，本文综合了许多与ML解释性相关的主题。我们将解释性与解释性，本地解释性以及功能重要性与功能相关性区分开。我们演示和可视化不同的解释方法，如何解释它们，并提供完整的Python软件包（Scikit-templain），以允许未来的研究人员和模型开发人员探索这些解释能力方法。解释性方法包括Shapley添加性解释（SHAP），Shapley添加剂全球解释（SAGE）和累积的局部效应（ALE）。我们的重点主要放在基于沙普利的技术上，这些技术是增强模型解释性的各种现有方法的统一框架。例如，制造一致的方法，例如可解释的模型 - 不合Snostic解释（lime）和树解释器，用于局部解释性，而鼠尾草则统一了对全球解释性的置换重要性的不同变化。我们提供了一个简短的教程，用于使用三个不同数据集解释ML模型：用于对流的模型数据集用于恶劣天气预测，一个用于子冷冻道路表面预测的幕后数据集，以及用于雷电预测的基于卫星的数据。此外，我们还展示了相关特征对模型的解释性的不利影响。最后，我们演示了评估特征组的模型图案而不是单个特征的概念。评估特征组可减轻特征相关性的影响，并可以对模型提供更全面的理解。本研究中使用的所有代码，模型和数据都可以自由使用，以加速大气和其他环境科学中的机器学习解释性。
对空气热通量趋势的定量评估...
摘要。这项工作旨在研究1950 - 2019年期间，ERA5预测ERA5预测ERA5预测的趋势的时间稳定性和可靠性。使用ERA5的分析状态数量研究了趋势的驱动力。估计重新分析数据的趋势可以是挑战，因为观察系统的变化可能会引入时间不一致。为此，讨论了分析增量的影响。对于北大西洋盆地的各个子区域，潜在且明智的热量流量的参数化形式是线性的，以定量地将趋势归因于风速，水分和温度的长期变化。我们的结果表明，来自ERA5的良好的时间稳定性和良好的空气热量在亚巴巴辛尺度及以下预测。区域平均值表明，趋势在很大程度上是由皮肤温度和大气对流的变化驱动的（例如温暖或干燥的空气质量）。还讨论了在发现的模式下，还讨论了所发现的模式的气候变化模式的影响。结果表明，在过去40年中，与NAO相关的Irminger和Labrador Seas的趋势产生了重大影响。最后，我们使用盆地范围的空气热环和观察性海洋热含量估算的趋势，以提供基于能量预算的大西洋子午线翻转循环（AMOC）的趋势估计。北大西洋盆地的面积平均空气热量降低表明，在研究期间，AMOC的下降。然而，盆地范围的频率趋势被认为是人为的，如暂时变化的水分增量所示。因此，确切的变化幅度尚不确定，但是它的符号看起来很健壮，并增加了补充证据，表明AMOC在过去70年中已经削弱了。
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1。首先，我们需要收集数据。我知道这听起来不太令人兴奋和最新，但是我们需要有关井中的水位的信息，尤其是从公共水系统（小型人）（由一个可能不注意的人经营的小家伙）。我们是否需要每年至少每年在供应井中测量水的深度？我们可以为公共机构提供资金来衡量水位？2。我们确实需要能够模拟观察到的水位和溪流的最先进的地下水模型。我们的许多模型是开发的（几十年前），而无需考虑充电的来源，它们只是超级位置模型，它可以评估从一个从一个地方移动到另一个地方的流对流的影响。我们需要了解整个系统的工作原理以及气候变化的影响……对于新墨西哥州，每十年的充电和流流量下降了5％（Dunbar等人，2022年，> http://mainstreamnm.mm.org/wp-/wp-content/wp-content/uploads/uploads/2y24/01/eap------- <）3。我们需要在对数值模型有任何信心之前对所有用水量进行衡量。4。补给率很难测量，但是改进和额外的流量程可能会有所帮助。我们的大部分充值发生在山的前沿和阿罗约斯沿线以及溪流的损失部分。5。我们的水基础设施容易受到气候变化的影响，如果他们的井井干了，我们许多小型社区供水系统（公共和私人）就不会紧急供应。改进的含水层地图对于理解我们的地下水供应也至关重要。）。有关影响弹性的因素的更多信息，请参见> http://maintreamnm.org/wp- content/uploads/2024/01/resilienceassessmentAnalysis_final.pdf <6。为NM的含水层映射程序（含水层映射程序（AMP）7。
太阳能社区。利。 m矮人双二元 - ...
摘要我们对四个完全对流的“双”宽二进制的旋转和出色活性进行了研究。每对中的组件具有（1）星形统计结果，它们是普通型 - 运动二进制文件，（2）Gaia BP，RP和2Mass J，H和K S幅度在0.10 mag之内匹配，并且（3）大概是相同的年龄和成分。我们报告了所有组件的长期光度法，旋转周期，多型Hα等效宽度，X射线照明，时间序列径向速度和斑点观测值。虽然可能会希望双胞胎组件具有匹配的磁性属性，但事实并非如此。GJ 1183 AB的长期光度法表明，A比B上的斑点活性持续更高，这一趋势与L X中的58％±9％强58％±9％相匹配，HHα平均强26％±9％ - 尽管A = 0.86天的旋转周期和B = 0.68天，但该范围与旋转范围相似，并在此旋转范围，并且旋转了范围。年轻的βPIC移动组成员2MA 0201 + 0117 AB显示出一个始终如一的活性B成分，在L X中强3.6±0.5倍，平均Hα强52％±19％，在A = 6.01天旋转，在A = 6.01天，B = 3.30天。最后，NLTT 44989 AB显示出显着的差异，对Spindown Evolution的影响 - B持续Hα发射，而A显示吸收，B在L X中强39±4倍，大概是由于令人惊讶的不同旋转周期= 38天= 38天，B = 6.55天。最后一个系统KX COM具有未解决的径向速度伴侣，因此不是双胞胎系统。
在富含氢气的大气中的湿见抑制的3D图片：对K2-18 B
虽然小海王星样行星是最丰富的系外行星之一，但我们对它们大气结构和动态的理解仍然很少。尤其是，关于潮湿对流在这些大气中的工作方式，在这些气氛中，可凝度的物种比不可固定的背景气体重。虽然已经预测，潮湿对流可能会停止以上这些可凝结物种的阈值丰度，但该预测基于简单的线性分析，并依赖于关于大气饱和的一些有力的假设。为了调查这个问题，我们开发了一个3D云分辨模型，用于具有大量可冷凝物种的氢气大气，并将其应用于原型的温带Neptune样星球 - K2-18 b。我们的模型证实了在可凝结蒸气的临界丰度之上抑制湿对流的抑制作用，以及在此类行星大气中稳定分层层的发作，这导致了更热的深层气氛和内部。我们的3D模拟进一步提供了该稳定层中湍流混合的定量估计，这是大气中浓缩物循环的关键驱动力。这使我们能够构建一个非常简单但逼真的1D模型，该模型捕获了Neptune类气氛结构的最显着特征。我们关于氢气中潮湿对流行为的定性发现超出了温带行星，还应适用于铁和硅酸盐在氢压行星深内部的凝聚的区域。我们发现地球需要具有很高的反照率（a>0。5--0。最后，我们使用模型研究了K2-18 b上H 2域大气下的液体海洋的可能性。6）维持液态海洋。但是，由于恒星的光谱类型，提供如此高的反照率所需的气溶胶散射量与最新的观测数据不一致。
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源（或下水道）沿对流的微极流体流沿着倾斜的平板带有表面热通量”。国际热科学杂志，48，2331-2340（2009）教师行政经验，2022年9月2022年，11月2023年，课程委员会（MATHEMATICS）成员，工程系，国际海事学院，苏哈尔，阿曼苏丹国苏哈尔大学。2022年9月2023年11月，阿曼苏丹国苏哈尔国际海事学院工程系W4组的最后一年项目协调员。2019年4月 - 2021年9月，孟加拉国达卡国际水仙花国际大学IQAC的其他主任。2021年7月6日，关于区域合作的国际研讨会，关于确保高等教育质量保证2021（ISSRC 2021）的重要性的国际研讨会，由IQAC，Daffodil国际大学，达卡，达卡。2019年7月10日至20日，Daffodil国际大学学生事务总监（负责人）。2019年7月10日至20日，国际水库科学与信息技术学院一般教育发展部负责人（负责人）。2018年7月 - 2018年8月，美国水仙花国际大学学生事务总监（负责人）。2018年7月 - 2018年8月（主管），多达迪尔国际大学科学与信息技术学院一般教育发展系。2018年9月至2019年9月，水仙花国际大学科学与信息技术学院一般教育发展系研究协调员。2018年3月2019年，水库国际大学科学与信息技术学院一般教育发展部考试委员会主席。2018年3月-Sep 2021，Dhaka Daffodil International University Gensilational Development Development系的数学讲师招聘测试问题设置者和检查员。
在富含氢气的大气中的湿见抑制的3D图片：对K2-18 B
虽然小的海王星样行星是最丰富的系外行星之一，但我们对它们大气结构和动态的理解仍然很少。尤其是，许多未知数仍然存在于潮湿对流在这些大气中的工作方式，在这些气氛中，可凝结物种比不可接触的背景气体重。虽然已经预测，潮湿对流可能会在这些可凝结物种的某些阈值以上关闭，但该预测基于简单的线性分析，并依赖于对大气饱和度的一些强烈假设。为了调查这个问题，我们为具有大量浓缩物种的氢为主大气开发了一个3D云解析模型，并将该模型应用于原型温带海王星样星球 - K2-18 b。我们的模型证实了潮湿的对流的关闭，高于浓缩蒸气的临界丰度，并在此类行星的大气中稳定地分层层的发作，从而导致了更热的深层气氛和内部。我们的3D模拟进一步提供了该稳定层中湍流混合的定量估计，这是大气中浓缩物循环的关键驱动力。这使我们能够构建一个非常简单但现实的1D模型，该模型捕获了Neptune样气氛结构的最显着特征。我们关于氢气中潮湿对流行为的定性发现超出了温带行星，还应适用于铁和硅酸盐在氢压行星深内部的凝聚的区域。我们发现地球需要具有很高的反照率（a>0。5--0。最后，我们使用我们的模型研究了在K2-18 b上h 2主导的大气下的液体海洋的可能性。6）维持液态海洋。但是，由于恒星的光谱类型，提供如此高的反照率所需的气溶胶散射量与最新的观测数据不一致。
饱和多孔介质中的生物热对流
Ulavathi S. Mahabaleshwar ca 乌克兰国家科学院单晶体研究所，Nauky Ave. 60，哈尔科夫 31001，乌克兰 b VN Karazin 哈尔科夫国立大学 4，Svoboda Sq.，哈尔科夫，61022，乌克兰 c 达万格雷大学 Shivagangotri 数学系，达万格雷，印度 577 007 *通讯作者：michaelkopp0165@gmail.com 收到日期：2022 年 9 月 23 日；修订日期：2022 年 10 月 30 日；接受日期：2022 年 11 月 3 日 纳米流体和微生物饱和的多孔介质中的热对流研究是许多地球物理和工程应用的重要问题。纳米流体和微生物混合物的概念引起了许多研究人员的兴趣，因为它能够改善热性能，从而提高传热速率。此特性在电子冷却系统和生物应用中都得到了广泛的应用。因此，本研究的目的是研究在垂直磁场存在下，多孔介质中的生物热不稳定性，该介质被含有旋转微生物的水基纳米流体饱和。考虑到自然和技术情况下都存在外部磁场，我们决定进行这项理论研究。使用 Darcy-Brinkman 模型，对自由边界的对流不稳定性进行了线性分析，同时考虑了布朗扩散和热泳动的影响。使用 Galerkin 方法进行这项分析研究。我们已经确定传热是通过没有振荡运动的稳态对流完成的。在稳态对流状态下，分析了金属氧化物纳米流体（Al 2 O 3 ）、金属纳米流体（ Cu 、Ag）和半导体纳米流体（ TiO 2 、SiO 2 ）。增加钱德拉塞卡数和达西数可显著提高系统稳定性，但增加孔隙度和改变生物对流瑞利-达西数会加速不稳定性的开始。为了确定热量和质量传输的瞬态行为，应用了基于傅里叶级数表示的非线性理论。在较短的时间间隔内，过渡的努塞尔特数和舍伍德数表现出振荡特性。时间间隔内的舍伍德数（质量传输）比努塞尔特数（热传输）更快达到稳定值。这项研究可能有助于海洋地壳中的海水对流以及生物传感器的构造。关键词：纳米流体、生物热对流、洛伦兹力、热泳动、布朗运动、旋转微生物、磁场 PACS：44.10.+i、44.30.+v、47.20.-k 1. 简介 土力学、地下水水文学、石油工程、工业过滤、粉末冶金、核能等领域的许多理论和实践研究都是基于对多孔介质流动物理学的研究。石油工程师和地球物理流体动力学家对多孔介质中的此类流动非常感兴趣。多孔介质中液层的热不稳定性问题尤为重要。Ingham 和 Pop [1] 以及 Nield 和 Bejan [2] 对大多数多孔介质对流研究进行了出色的综述。Vadasz [3] 在最近的一篇综述中详细研究了旋转多孔介质中的流体流动和传热问题。随着纳米技术的进步，尺寸小于一百纳米的物体已经发展起来。这种纳米尺寸的物体称为纳米颗粒。Choi [4] 建议将这些纳米颗粒悬浮在基液（称为纳米流体）中，以提高基液的导热性和对流传热。因此，纳米流体开始在工业中得到广泛应用，例如冷却剂、润滑剂、热交换器、微通道散热器等等。 Buongiorno [5] 广泛研究了纳米流体中的对流输送，并致力于解释在对流下观察到的额外传热增加。Tzou [6] 使用 Buongiorno 传输方程研究了纳米流体在从下方均匀加热的水平层中对流的开始，发现由于纳米颗粒的布朗运动和热泳动，临界瑞利数比普通流体低一到两个数量级。由于纳米流体在传热现象中具有显著的特性，因此需要研究多孔介质中的纳米流体。Kuznetsov 和 Nield [7]-[8] 使用 Brinkman 模型研究了充满纳米流体的多孔介质中热不稳定性开始的情况，其中考虑了布朗运动和纳米颗粒热泳动。他们发现，纳米颗粒的存在可能会显著降低或增加临界热瑞利数，这取决于基本纳米颗粒分布是上重还是下重。此外，Bhadauria 和 Agarwal [9] 以及 Yadav 等人 [10] 扩展了热不稳定性问题，包括纳米流体的应用十分广泛，例如润滑剂、热交换器、微通道散热器等等。Buongiorno [5] 广泛研究了纳米流体中的对流输送，并着重解释对流下观察到的额外传热增加。Tzou [6] 使用 Buongiorno 传输方程研究了纳米流体在从下方均匀加热的水平层中对流的开始，发现由于纳米颗粒的布朗运动和热泳动，临界瑞利数比普通流体低一到两个数量级。由于纳米流体在传热现象中具有显著的特性，因此需要研究多孔介质中的纳米流体。Kuznetsov 和 Nield [7]-[8] 使用 Brinkman 模型研究了饱和纳米流体的多孔介质中热不稳定性他们发现，纳米颗粒的存在可能会显著降低或增加临界热瑞利数，这取决于基本纳米颗粒分布是上重还是下重。此外，Bhadauria 和 Agarwal [9] 以及 Yadav 等人 [10] 扩展了热不稳定性问题，包括纳米流体的应用十分广泛，例如润滑剂、热交换器、微通道散热器等等。Buongiorno [5] 广泛研究了纳米流体中的对流输送，并着重解释对流下观察到的额外传热增加。Tzou [6] 使用 Buongiorno 传输方程研究了纳米流体在从下方均匀加热的水平层中对流的开始，发现由于纳米颗粒的布朗运动和热泳动，临界瑞利数比普通流体低一到两个数量级。由于纳米流体在传热现象中具有显著的特性，因此需要研究多孔介质中的纳米流体。Kuznetsov 和 Nield [7]-[8] 使用 Brinkman 模型研究了饱和纳米流体的多孔介质中热不稳定性他们发现，纳米颗粒的存在可能会显著降低或增加临界热瑞利数，这取决于基本纳米颗粒分布是上重还是下重。此外，Bhadauria 和 Agarwal [9] 以及 Yadav 等人 [10] 扩展了热不稳定性问题，包括
Doell，K。C.，Berman，M。G.，Bratman，G。N.，Knutson，B.，Kühn 核二元论，没有大量DNA消除在纤毛的Loxodes Magnus 倒塌的手性碳纳米管的超晶格 通过非线性语音>在HGTE中光引起的理想Weyl半学 日常热带降水的极端对流的极端
1心理学的认知，情感和方法系，维也纳大学，奥地利维也纳大学。2心理学系和瑞士情感科学中心，瑞士日内瓦大学。3纽约大学心理学系，美国纽约，美国。 4心理学和神经科学研究所，芝加哥大学，伊利诺伊州芝加哥，美国。 5环境与森林科学学院和美国华盛顿州华盛顿大学华盛顿大学心理学系。 6，美国加利福尼亚州斯坦福大学斯坦福大学心理学系。 7 Lise Meitner环境神经科学集团，德国柏林Max Planck人类发展研究所。 8 Emmett环境与资源跨学科计划，美国加利福尼亚州斯坦福大学斯坦福大学。 9认知科学中心，维也纳大学，奥地利维也纳。 10目前的地址：欧洲环境与人类健康中心，埃克塞特大学，英国佩林。 11当前地址：环境与气候研究中心（ECH），奥地利维也纳。 电子邮件：kimberlycdoell@gmail.com; tobias.brosch@unige.ch3纽约大学心理学系，美国纽约，美国。4心理学和神经科学研究所，芝加哥大学，伊利诺伊州芝加哥，美国。5环境与森林科学学院和美国华盛顿州华盛顿大学华盛顿大学心理学系。 6，美国加利福尼亚州斯坦福大学斯坦福大学心理学系。 7 Lise Meitner环境神经科学集团，德国柏林Max Planck人类发展研究所。 8 Emmett环境与资源跨学科计划，美国加利福尼亚州斯坦福大学斯坦福大学。 9认知科学中心，维也纳大学，奥地利维也纳。 10目前的地址：欧洲环境与人类健康中心，埃克塞特大学，英国佩林。 11当前地址：环境与气候研究中心（ECH），奥地利维也纳。 电子邮件：kimberlycdoell@gmail.com; tobias.brosch@unige.ch5环境与森林科学学院和美国华盛顿州华盛顿大学华盛顿大学心理学系。6，美国加利福尼亚州斯坦福大学斯坦福大学心理学系。 7 Lise Meitner环境神经科学集团，德国柏林Max Planck人类发展研究所。 8 Emmett环境与资源跨学科计划，美国加利福尼亚州斯坦福大学斯坦福大学。 9认知科学中心，维也纳大学，奥地利维也纳。 10目前的地址：欧洲环境与人类健康中心，埃克塞特大学，英国佩林。 11当前地址：环境与气候研究中心（ECH），奥地利维也纳。 电子邮件：kimberlycdoell@gmail.com; tobias.brosch@unige.ch6，美国加利福尼亚州斯坦福大学斯坦福大学心理学系。7 Lise Meitner环境神经科学集团，德国柏林Max Planck人类发展研究所。8 Emmett环境与资源跨学科计划，美国加利福尼亚州斯坦福大学斯坦福大学。 9认知科学中心，维也纳大学，奥地利维也纳。 10目前的地址：欧洲环境与人类健康中心，埃克塞特大学，英国佩林。 11当前地址：环境与气候研究中心（ECH），奥地利维也纳。 电子邮件：kimberlycdoell@gmail.com; tobias.brosch@unige.ch8 Emmett环境与资源跨学科计划，美国加利福尼亚州斯坦福大学斯坦福大学。9认知科学中心，维也纳大学，奥地利维也纳。10目前的地址：欧洲环境与人类健康中心，埃克塞特大学，英国佩林。11当前地址：环境与气候研究中心（ECH），奥地利维也纳。电子邮件：kimberlycdoell@gmail.com; tobias.brosch@unige.ch电子邮件：kimberlycdoell@gmail.com; tobias.brosch@unige.ch
建模北极海洋中浮游植物的最新变化
最近的北极气候变暖引起了北极海洋（AO）海冰厚度和范围的逐渐逐渐下降（Comiso等，2008; Kacimi＆Kwok，2022; Kwok，2018; Laxon et al。 AO表面变暖趋势（Z. Li等，2022; Shu等，2022; Steele等，2008），主要是由于有据可查的气候变暖趋势（Rantanen等，2022）。然而，当前AO分层的空间和时间变化似乎不仅受海冰融化和海洋变暖的控制，而且还通过风和河流淡水径流的强度来控制（Hordoir等，2022年）。此外，即使是亚极区域（大西洋和太平洋）的水质量对流的变化也可以改变AO分层（Polyakov等，2020）。海冰融化和积聚的季节性周期强烈调节AO植物浮游生物的生命周期（Janout等，2016）。Kahru等。 （2010，2016）使用遥感观察结果表明，在近几十年以前的春季浮游植物布鲁姆（SPB）时，春季浮游植物的时机（SPB）的时机发生了，并假设这是由于气候变暖驱动的海冰的较早破裂所致。 在温带和高纬度海洋中，SPB通常开始其发育，这是由于水柱的季节性增加引起的光限制（Siegel等，2002）是由对流驱动的混合减少引起的（Mignot等人，2018年）。Kahru等。（2010，2016）使用遥感观察结果表明，在近几十年以前的春季浮游植物布鲁姆（SPB）时，春季浮游植物的时机（SPB）的时机发生了，并假设这是由于气候变暖驱动的海冰的较早破裂所致。在温带和高纬度海洋中，SPB通常开始其发育，这是由于水柱的季节性增加引起的光限制（Siegel等，2002）是由对流驱动的混合减少引起的（Mignot等人，2018年）。物理海洋的这些特定条件使海洋浮游植物可以在舒适的区域中度过足够的时间，从而提高了细胞的倍增率并超过其死亡率。这些环境条件即使在极地海洋中也可以触发SPB（Behrenfeld等，2017； Uchida等，2019），其中