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PACER:基于物理信息和不确定性感知的气候模拟器

Created by
  • Haebom

作者

希拉·萨利姆、弗洛拉·萨利姆、科马克·珀塞尔

PACER:基于物理信息的不确定性感知气候模拟器

大纲

本文提出了 PACER(基于物理信息的不确定性感知气候模拟器),旨在解决基于物理的数值气候模型的计算密集型挑战,使其成为评估气候变化影响和预测未来气候情景的有效工具。PACER 是一个相对轻量级的模型,拥有 210 万个参数,并基于多种空间分辨率和基于物理的气候模型进行训练。它能够真实可靠地模拟 10 年期间多个地表层面的温度场。PACER 融合了对流的基本物理定律,并利用以负对数似然目标训练的自回归 ODE-SDE 框架,从而能够对随机变异进行原则性不确定性量化。我们展示了 PACER 在 20 个气候模型中的模拟性能,其性能优于相关基准模型,并推进了将显式物理融入机器学习模拟器的进程。

Takeaways, Limitations

开发基于深度学习的模拟器,以提高计算密集型基于物理的数值气候模型的效率。
使用自回归 ODE-SDE 框架捕捉气候变化并量化不确定性。
在各种空间分辨率和气候模型上进行训练以确保泛化性能。
实现比现有基线模型更好的仿真性能。
模型参数数量相对较少,提高了计算效率。
确保长期气候模拟运行的稳定性。
通过结合物理定律来提高 ML 模拟器的准确性。
Limitations 未在论文中指定。
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