Ensemble forecasts and their combination are explored from the perspective of a probability space. Manipulating ensemble forecasts as discrete probability distributions, multi-model ensembles (MMEs) are reformulated as barycenters of these distributions. Barycenters are defined with respect to a given distance. The barycenter with respect to the L2-distance is shown to be equivalent to the pooling method. Then, the barycenter-based approach is extended to a different distance with interesting properties in the distribution space: the Wasserstein distance. Another interesting feature of the barycenter approach is the possibility to give different weights to the ensembles and so to naturally build weighted MME. As a proof of concept, the L2- and the Wasserstein-barycenters are applied to combine two models from the S2S database, namely the European Centre Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) and the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) models. The performance of the two (weighted-) MMEs are evaluated for the prediction of weekly 2m-temperature over Europe for seven winters. The weights given to the models in the barycenters are optimized with respect to two metrics, the CRPS and the proportion of skilful forecasts. These weights have an important impact on the skill of the two barycenter-based MMEs. Although the ECMWF model has an overall better performance than NCEP, the barycenter-ensembles are generally able to outperform both. However, the best MME method, but also the weights, are dependent on the metric. These results constitute a promising first implementation of this methodology before moving to combination of more models.


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