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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Shin,&#x20;Na-Yeon</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Daehyun</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kang,&#x20;Daehyun</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Hyemi</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kug,&#x20;Jong-Seong</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2024-02-07T05:12:42Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2024-02-07T05:12:42Z</dcvalue>
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<dcvalue element="description" qualifier="abstract">The&#x20;Madden-Julian&#x20;Oscillation&#x20;(MJO)&#x20;is&#x20;the&#x20;dominant&#x20;mode&#x20;of&#x20;tropical&#x20;intraseasonal&#x20;variability&#x20;that&#x20;interacts&#x20;with&#x20;many&#x20;other&#x20;Earth&#x20;system&#x20;phenomena.&#x20;The&#x20;prediction&#x20;skill&#x20;of&#x20;the&#x20;MJO&#x20;in&#x20;many&#x20;operational&#x20;models&#x20;is&#x20;lower&#x20;than&#x20;its&#x20;potential&#x20;predictability,&#x20;partly&#x20;due&#x20;to&#x20;our&#x20;limited&#x20;understanding&#x20;of&#x20;its&#x20;predictability&#x20;source.&#x20;Here,&#x20;we&#x20;investigate&#x20;the&#x20;source&#x20;of&#x20;MJO&#x20;predictability&#x20;by&#x20;combining&#x20;machine&#x20;learning&#x20;(ML)&#x20;with&#x20;a&#x20;1200-year-long&#x20;Community&#x20;Earth&#x20;System&#x20;Model&#x20;version&#x20;2&#x20;(CESM2)&#x20;simulation.&#x20;A&#x20;Convolutional&#x20;Neural&#x20;Network&#x20;(CNN)&#x20;for&#x20;MJO&#x20;prediction&#x20;is&#x20;first&#x20;trained&#x20;using&#x20;the&#x20;CESM2&#x20;simulation&#x20;and&#x20;then&#x20;fine-tuned&#x20;using&#x20;observations&#x20;via&#x20;transfer&#x20;learning.&#x20;The&#x20;source&#x20;of&#x20;MJO&#x20;predictability&#x20;in&#x20;the&#x20;CNN&#x20;is&#x20;examined&#x20;via&#x20;eXplainable&#x20;Artificial&#x20;Intelligence&#x20;(XAI)&#x20;methods&#x20;that&#x20;quantify&#x20;the&#x20;relative&#x20;importance&#x20;of&#x20;the&#x20;input&#x20;variables.&#x20;Our&#x20;CNN&#x20;exhibits&#x20;an&#x20;enhanced&#x20;prediction&#x20;skill&#x20;over&#x20;previous&#x20;ML&#x20;models,&#x20;achieving&#x20;a&#x20;skill&#x20;level&#x20;of&#x20;about&#x20;25&#x20;days.&#x20;This&#x20;level&#x20;of&#x20;performance&#x20;is&#x20;slightly&#x20;superior&#x20;or&#x20;comparable&#x20;to&#x20;most&#x20;operational&#x20;models&#x20;participating&#x20;in&#x20;the&#x20;S2S&#x20;project,&#x20;although&#x20;a&#x20;few&#x20;dynamical&#x20;models&#x20;surpass&#x20;it.&#x20;The&#x20;XAI&#x20;methods&#x20;highlight&#x20;precipitable&#x20;water&#x20;anomalies&#x20;over&#x20;the&#x20;Indo-Pacific&#x20;warm&#x20;pool&#x20;as&#x20;the&#x20;primary&#x20;precursors&#x20;of&#x20;the&#x20;subsequent&#x20;MJO&#x20;development&#x20;for&#x20;1-3&#x20;weeks&#x20;forecast&#x20;lead&#x20;times.&#x20;Our&#x20;results&#x20;suggest&#x20;that&#x20;realistic&#x20;representation&#x20;of&#x20;moisture&#x20;dynamics&#x20;is&#x20;crucial&#x20;for&#x20;accurate&#x20;MJO&#x20;prediction.</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">Nature&#x20;Publishing&#x20;Group</dcvalue>
<dcvalue element="title" qualifier="none">Deep&#x20;learning&#x20;reveals&#x20;moisture&#x20;as&#x20;the&#x20;primary&#x20;predictability&#x20;source&#x20;of&#x20;MJO</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="doi">10.1038&#x2F;s41612-023-00561-6</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">npj&#x20;Climate&#x20;and&#x20;Atmospheric&#x20;Science,&#x20;v.7,&#x20;no.1</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="title">npj&#x20;Climate&#x20;and&#x20;Atmospheric&#x20;Science</dcvalue>
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