通过扩大比例或超分辨率，为决策者提供关于气候模型输出的气候变化潜在风险和影响的详细高分辨率信息。机器学习算法在下降尺度方面表现出高效和准确的方式。本研究展示了一种生成式扩大、基于扩散的方法，能够提供精确的下降尺度结果。相比标准的 U-Net，在精细尺度上，扩散式方法具有更高的准确性，如频谱分解所示。此外，生成式方法还为用户提供了可用于风险评估的概率分布。该研究突出了扩散式下降尺度技术在提供可靠和详细的气候预测方面的潜力。

Apr, 2024

物理风险预测的最新技术需要进行昂贵的千米级数值模拟，而全球输入分辨率较粗。本文提出了一种千米级降尺度扩散模型作为一种经济有效的替代方法，该模型是从台湾的区域高分辨率天气模型经 ERA5 再分析数据训练而来。通过一个两步方法（ extit {ResDiff}）， extit {ResDiff} 在块状 RMSE 和 CRPS 评分上表现出令人鼓舞的技巧。预测的谱和分布能够忠实地恢复调节有害风和降水极端事件的重要幂律关系。研究了一些连贯的天气现象案例，显示了类似于学到的物理学的适当多变量关系，包括与冷锋中的强降雨相伴的尖锐风和温度变化，以及围绕台风眼壁的极端风和降雨带。找到了一些同时进行偏差校正的证据。首次尝试直接从操作全球预报模型进行降尺度成功地保留了许多这些优势。这意味着一个新的全球到区域的端到端机器学习天气预报时代可能即将到来。

Sep, 2023

本文提出了一种基于去噪扩散概率模型（DDPM）的深度生成模型，用于区域尺度的气候数据降尺度，通过多个低分辨率气候变量的条件生成，实验证明该模型在降尺度气候数据方面具有显著改进，突出了条件扩散模型在气候数据降尺度中的有效性。

Dec, 2023

使用基于生成对抗网络 (GANs) 的有条件 GAN 的 geospatial downscaling 方法，从低分辨率输入中生成高分辨率准确的气候数据集，并明确考虑了下尺度过程中的不确定性。

Feb, 2024

本文研究了使用生成模型改善高分辨率气象数据在一些应用中的空间一致性问题，特别是在降水降尺度方面，该方法可应用于水文学等领域以应对气候变化。

Apr, 2023

通过引入扩散概率降尺度模型（DPDM），从 1° 分辨率高效地变换数据至 0.1° 分辨率，本研究解决了传统降尺度方法在面对不确定性时的局限性，并将该模型应用于东亚生成 180 年的月表面变量数据集，为理解过去几个世纪以来的当地尺度气候变化提供了更详细的视角。

Feb, 2024

气候变化加剧了如大雨和洪水等极端天气事件。本文提出了一种新的机器学习框架，用于同时进行偏差校正和下尺度处理。通过在观测数据上训练生成性扩散模型，并对观测和地球系统模型数据进行映射，我们的方法能够纠正任何地球系统模型的地理要素，确保了统计质量并保留了大尺度空间模式。

Apr, 2024

应对气候变化需要准确的本地气候信息，最近的研究使用生成对抗网络 (GANs) 这种深度学习方法，以高效地学习复杂分布和缩放气候变量。为了估计不确定性和表征极端事件的关键信息，捕捉缩放过程中的变异性至关重要。因为缩放是一个不确定问题，许多细致的状态在物理上与粗粒度状态一致。为了量化这个状态不明确的问题，缩放技术应该是随机的，并能够在低精度输入条件下从高精度分布中采样。我们提出了三种改进 GANs 随机校准的方法：a）在网络内部注入噪声，b）调整训练过程以明确考虑随机性，c）使用概率损失度量。我们首先在具有已知分布特性的合成数据集上测试了我们的模型，然后在实际缩放场景中进行了测试，从低分辨率气候协变量预测高分辨率风场分量。仅仅注入噪声即大大改善了在合成数据测试中的条件和完整分布的质量，但对风场缩放表现不佳，在这种情况下模型仍然缺乏离散度。对于风场缩放，我们发现调整训练方法并增加概率损失可以改善校准。最佳模型通过三种改变在捕捉高精度分布的完整变异性方面显示出了显著提升的技能，从而更好地描述极端情况。

May, 2024

本文介绍了应用生成对抗网络来提高天气预报模型低分辨率输出数据的分辨率和结构，以匹配高分辨率雷达测量数据。结果表明，该模型可以匹配现有的最佳降尺度方法，而且在像素、空间和统计数据上表现优异。

Apr, 2022

本文介绍了一种基于 Fourier 神经算子的下采样方法，其能够实现在低分辨率的模拟数据上零样本升采样到任意分辨率，并且在这方面表现优于先前的模型。作者将其在气候和 Navier-Stokes 方程解数据上进行了评估，结果显示其在单分辨率下采样和零样本上采样方面均优于现有的模型。

May, 2023