亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Pangu-Weather: A 3D High-Resolution Model for Fast and Accurate Global Weather Forecast

数值天气预报 全球预报系统 热带气旋预报模式 模型输出统计 北美中尺度模式 气象学 位势高度 天气预报 预测技巧 预测验证 环境科学 数据同化 天气预报 定量降水预报 计算机科学 人工神经网络 地面天气观测 机器学习 地理 降水
作者
Kaifeng Bi,Lingxi Xie,Hengheng Zhang,Xin Chen,Xiaotao Gu,Qi Tian
出处
期刊:Cornell University - arXiv 被引量:73
标识
DOI:10.48550/arxiv.2211.02556
摘要

In this paper, we present Pangu-Weather, a deep learning based system for fast and accurate global weather forecast. For this purpose, we establish a data-driven environment by downloading $43$ years of hourly global weather data from the 5th generation of ECMWF reanalysis (ERA5) data and train a few deep neural networks with about $256$ million parameters in total. The spatial resolution of forecast is $0.25^\circ\times0.25^\circ$, comparable to the ECMWF Integrated Forecast Systems (IFS). More importantly, for the first time, an AI-based method outperforms state-of-the-art numerical weather prediction (NWP) methods in terms of accuracy (latitude-weighted RMSE and ACC) of all factors (e.g., geopotential, specific humidity, wind speed, temperature, etc.) and in all time ranges (from one hour to one week). There are two key strategies to improve the prediction accuracy: (i) designing a 3D Earth Specific Transformer (3DEST) architecture that formulates the height (pressure level) information into cubic data, and (ii) applying a hierarchical temporal aggregation algorithm to alleviate cumulative forecast errors. In deterministic forecast, Pangu-Weather shows great advantages for short to medium-range forecast (i.e., forecast time ranges from one hour to one week). Pangu-Weather supports a wide range of downstream forecast scenarios, including extreme weather forecast (e.g., tropical cyclone tracking) and large-member ensemble forecast in real-time. Pangu-Weather not only ends the debate on whether AI-based methods can surpass conventional NWP methods, but also reveals novel directions for improving deep learning weather forecast systems.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
3秒前
初始发布了新的文献求助10
10秒前
如意蚂蚁完成签到,获得积分10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
木昜发布了新的文献求助10
18秒前
21秒前
26秒前
30秒前
爆米花应助初始采纳,获得10
35秒前
qq完成签到 ,获得积分10
36秒前
47秒前
香蕉觅云应助hb采纳,获得10
49秒前
科研通AI6.1应助小祝采纳,获得10
55秒前
58秒前
58秒前
shou完成签到 ,获得积分10
1分钟前
whardon发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
whardon完成签到,获得积分10
1分钟前
twk完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
开心惜梦完成签到,获得积分10
1分钟前
Mario发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
日光倾城完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Mario完成签到,获得积分10
1分钟前
万能图书馆应助LucyMartinez采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
LucyMartinez发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
Magic麦发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
庾稀给庾稀的求助进行了留言
2分钟前
hb发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5746752
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5438610
关于积分的说明 15355852
捐赠科研通 4886774
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2627426
邀请新用户注册赠送积分活动 1575893
关于科研通互助平台的介绍 1532627