Data-driven weather prediction models implicitly assume that the statistical relationship between predictors and targets is stationary. Under anthropogenic climate change, this assumption is violated, yet the structure of the resulting concept drift remains poorly understood. Here we introduce concept drift of simple forecast models as a diagnostic of atmospheric reorganisation. Using ERA5 reanalysis, we quantify drift in spatially explicit linear models of daily mean sea-level pressure and 2\,m temperature. Models are trained on the 1950s and 2000s and evaluated on 2020 tp 2024; their performance difference defines a local, interpretable drift metric. By decomposing errors by frequency band, circulation regime and region, and by mapping drift globally, we show that drift is dominated by low-frequency variability and is strongly regime-dependent. Over the North Atlantic-European sector, low-frequency drift peaks in positive NAO despite a stable large-scale NAO pattern, while Western European summer temperature drift is tightly linked to changes in land-atmosphere coupling rather than mean warming alone. In winter, extreme high-pressure frequencies increase mainly in neutral and negative NAO, whereas structural drift is concentrated in positive NAO and Alpine hotspots. Benchmarking against variance-based diagnostics shows that drift aligns much more with changes in temporal persistence than with changes in volatility or extremes. These findings demonstrate that concept drift can serve as a physically meaningful diagnostic of evolving predictability, revealing aspects of atmospheric reorganisation that are invisible to standard deviation and storm-track metrics.


翻译:数据驱动的天气预报模型隐含地假设预测因子与目标变量之间的统计关系是平稳的。在人为气候变化背景下,这一假设被打破,但由此产生的概念漂移结构仍知之甚少。本文引入简单预报模型的概念漂移作为大气重组的诊断工具。利用ERA5再分析数据,我们量化了日平均海平面气压和2米气温的空间显式线性模型中的漂移。模型分别在1950年代和2000年代训练,并在2020年至2024年评估;其性能差异定义了一个局地可解释的漂移度量。通过按频段、环流型和区域分解误差,并进行全球漂移制图,我们发现漂移主要由低频变率主导且强烈依赖环流型。在北大西洋-欧洲区域,尽管大尺度NAO模态保持稳定,低频漂移在正NAO相位达到峰值;而西欧夏季气温漂移与陆-气耦合变化紧密相关,而非仅由平均变暖驱动。冬季极端高压频率增加主要出现在中性和负NAO相位,而结构漂移集中在正NAO和阿尔卑斯热点区域。与基于方差的诊断指标对比表明,漂移与时间持续性的变化高度一致,而非与波动性或极端事件的变化相关。这些发现证明概念漂移可作为预测性演变的物理意义诊断指标,揭示标准偏差和气旋路径度量无法观测到的大气重组特征。

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