Deep learning for multi-year ENSO forecasts

厄尔尼诺南方涛动 气候学 卷积神经网络 提前期 深度学习 预测技巧 铅(地质) 计算机科学 人工智能 计量经济学 气象学 环境科学 机器学习 地理 数学 地质学 经济 地貌学 运营管理
作者
Yoo‐Geun Ham,Jeong-Hwan Kim,Jing‐Jia Luo
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:573 (7775): 568-572 被引量:984
标识
DOI:10.1038/s41586-019-1559-7
摘要

Variations in the El Nino/Southern Oscillation (ENSO) are associated with a wide array of regional climate extremes and ecosystem impacts1. Robust, long-lead forecasts would therefore be valuable for managing policy responses. But despite decades of effort, forecasting ENSO events at lead times of more than one year remains problematic2. Here we show that a statistical forecast model employing a deep-learning approach produces skilful ENSO forecasts for lead times of up to one and a half years. To circumvent the limited amount of observation data, we use transfer learning to train a convolutional neural network (CNN) first on historical simulations3 and subsequently on reanalysis from 1871 to 1973. During the validation period from 1984 to 2017, the all-season correlation skill of the Nino3.4 index of the CNN model is much higher than those of current state-of-the-art dynamical forecast systems. The CNN model is also better at predicting the detailed zonal distribution of sea surface temperatures, overcoming a weakness of dynamical forecast models. A heat map analysis indicates that the CNN model predicts ENSO events using physically reasonable precursors. The CNN model is thus a powerful tool for both the prediction of ENSO events and for the analysis of their associated complex mechanisms.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
hilton完成签到 ,获得积分10
1秒前
专一的白萱完成签到 ,获得积分10
2秒前
zuijiasunyou完成签到,获得积分10
2秒前
coolkid应助Shaynin采纳,获得10
3秒前
6秒前
周游完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
何浏亮完成签到,获得积分10
8秒前
过过发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
干净的小馒头完成签到 ,获得积分10
11秒前
大头完成签到 ,获得积分10
12秒前
GB完成签到 ,获得积分10
12秒前
鸭子完成签到,获得积分10
12秒前
莫三颜完成签到,获得积分10
13秒前
那种完成签到,获得积分10
13秒前
阿巴阿巴完成签到,获得积分10
14秒前
bigfish完成签到,获得积分10
14秒前
FengyaoWang完成签到,获得积分10
15秒前
keplek完成签到 ,获得积分10
15秒前
虎虎生威完成签到,获得积分10
15秒前
cis2014完成签到,获得积分10
16秒前
ZTLlele完成签到 ,获得积分10
17秒前
芝麻芝麻开门完成签到,获得积分10
19秒前
ChenYifei完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
pufanlg完成签到,获得积分10
22秒前
HCLonely完成签到,获得积分0
24秒前
甜甜圈完成签到,获得积分10
24秒前
ZZY完成签到 ,获得积分10
25秒前
xcm77完成签到,获得积分10
26秒前
jintian完成签到 ,获得积分10
26秒前
Cohenyun完成签到,获得积分10
26秒前
小池由希完成签到 ,获得积分10
26秒前
li发布了新的文献求助10
27秒前
猫小树完成签到 ,获得积分10
28秒前
giao完成签到,获得积分10
28秒前
量子星尘发布了新的文献求助150
28秒前
番茄黄瓜芝士片完成签到 ,获得积分10
28秒前
Maglev完成签到,获得积分10
29秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 500
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3953546
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3499037
关于积分的说明 11093666
捐赠科研通 3229646
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1785694
邀请新用户注册赠送积分活动 869464
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 801470