利用卷积神经网络在立方球面上改善基于数据的全球天气预报

Mar, 2020

利用卷积神经网络在立方球面上改善基于数据的全球天气预报

Improving data-driven global weather prediction using deep convolutional neural networks on a cubed sphere

Jonathan A. Weyn, Dale R. Durran, Rich Caruana

TL;DR使用深度卷积神经网络通过 cubed-sphere 重新映射，改进 CNN 架构并在预测序列中优化损失函数，实现了更准确的天气预报，能够以几周或更长的时段内实现不断稳定的天气预报，并在短 - 中程预报中显著优于其他方法。

Abstract

We present a significantly-improved data-driven global weather forecasting framework using a deep convolutional neural network (CNN) to forecast several basic atmospheric variables on a global grid. New developme

weather forecasting convolutional neural network cubed-sphere remapping prediction sequence seasonal cycle

发现论文，激发创造

应用图神经网络预测全球天气

使用图神经网络的数据驱动方法预测全球天气，通过学习当前 3D 大气状态的六小时步长以及多步连接，可以产生数天后的精准预报，测试表现优于以前的数据驱动方法，并且与 GFS 和 ECMWF 的物理模型的全分辨率相当可比。

Feb, 2022

使用大型深度学习天气预测模型集进行次季节预测

使用深度学习气象预测模型的集成预测系统通过 CNNs 来预测关键的大气变量，并产生出全球 FORECASTS, 该方法需要最小的计算资源来产生预测，DLWP 集合在 4-6 周的前导时间内表现良好，但在更短的前导时间内表现稍差与 ECMWF 相比。

Feb, 2021

利用深度学习增强数值天气预报进行全球降水短期预测

通过将深度学习和数值天气预报（NWP）相结合，我们提出了一种改进短期全球降水预报的混合模型，并证实其可显著提高预报技能和减小均值偏差。

Jun, 2022

卷积神经网络应用于天空图像，用于短期太阳辐射预测

本文介绍了使用深度卷积神经网络预测太阳能辐射强度的初步结果，并探讨了训练算法的图像识别技术，和利用过去相同日期数据进行训练以提高短期预测技能的方法。

May, 2020

用神经网络将天气预报分解为平流和对流

使用图注意力网络和多层感知器，我们提出了一个简单而有效的机器学习模型，可以分别学习动力核心中的水平运动和物理参数化中的垂直运动，以提高全球天气预报的准确性和效率。

May, 2024

球面扩散下全球气候模型的概率仿真

数据驱动的深度学习模型正在改变全球的天气预报，但能否成功应用于气候建模仍存在挑战。本文提出了首个能够生成准确且物理一致的全球气候集合模拟的条件生成模型。我们的模型每隔 6 小时进行一次时间步骤，并在 10 年的模拟中保持稳定。我们的方法超越了相关基准，并几乎达到了成功模拟气候模型的黄金标准。我们讨论了基于动力学信息扩散模型的关键设计选择，这为高效的数据驱动气候模拟迈出了重要一步，有助于更好地理解地球并适应不断变化的气候。

Jun, 2024

基于循环卷积网络的短期天气预报改进

该研究承担了预测卫星气象数据的二维场的时间演变的任务，使其成为一个更加具有竞争力的浅层模型版本，并采用了 AdaBelief 优化器和改进处理，其中预测变量训练集与验证集不匹配时，通过使用多个模型来提高表现。

Nov, 2021

使用深度学习来描述气候模型中的子网格过程

利用深度学习可以以极小的计算代价代替传统的云细度建模的层状参数化方法，实现全球多年的气候预测。

Jun, 2018

基于深度学习的稀疏观测数据日预报

本文介绍了 MetNet-3，即一个基于气象观测预测降雨、风、温度和露点的神经网络模型，该模型引入了一种重要的数据密集化技术，并通过性能比较，证明了 MetNet-3 与最先进的概率性数值天气预报模型相比，在 24 小时内具有更好的预测表现。

Jun, 2023

探索几何深度学习在降雨即时预测中的应用

基于几何深度学习的时态图卷积网络（GCN）用于降水预报，通过优化训练过程中预测与真实像素值之间的 L1 损失来自动学习模拟栅格单元间的相互作用的邻接矩阵，并通过 GCN 层对空间关系进行优化，并使用不同核长度的一维卷积提取时间信息，最终结果通过邻域信息作为辅助输入层来改善，实验结果表明 GCNs 可提高云形的局部细节建模和预测准确性，从而降低误差度量。

Sep, 2023