The significance of water vapor isotopes in improving weather prediction
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Water vapor isotopes carry the integrated history of evaporation, condensation, mixing, and transport. Although previous studies have shown potential to improve forecasts under controlled conditions, real-world applications have been limited by systematic biases in both models and satellite retrievals arising from sparse measurements in the free troposphere. Here we assimilate mid‑tropospheric δD retrievals (peak sensitivity ~4.2 km) from the Infrared Atmospheric Sounding Interferometer into the Isotope‑incorporated Global Spectral Model and evaluate the added value beyond co‑assimilated temperature and specific humidity with identical spatial and temporal coverage. Assimilating δD improves 0–120 h forecasts of wind, temperature, specific humidity, and geopotential height, with the largest gains in the midlatitudes; heavy‑precipitation skill also increases for thresholds >3 mm per 6 h. Demonstrated in a coarse‑resolution configuration with limited observations, the results indicate that isotopic information strengthens transport tracking and hydrological constraints, motivating evaluation in operational high‑resolution forecasting systems. Assimilation of mid-tropospheric vapor isotopes significantly improves short-term weather forecasts and mean-to-extreme precipitation, especially at mid-latitudes, according to an analysis of 4.5 years of data from the Infrared Atmospheric Sounding Interferometer.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- The significance of water vapor isotopes in improving weather prediction
- Date Crossref
- 03/09/2026
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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National Oceanic and Atmospheric Administration pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Tokyo University of Science pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of Colorado Boulder Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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NOAA Physical Sciences Laboratory pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Karlsruhe Institute of Technology Scientific Computing Center pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Forschungszentrum Jülich pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Jülich Supercomputing Centre pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Goddard Institute for Space Studies NASA Postdoctoral Program Fellow pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of Tokyo Institute of Industrial Science pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Institute of Meteorology and Climate Research pays non établi dans la noticeStructure de recherche
National Oceanic and Atmospheric Administration, Tokyo University of Science et Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences, avec 9 autres affiliations.
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