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
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
彭浩发布了新的文献求助10
2秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
10秒前
聂青枫完成签到,获得积分10
15秒前
22秒前
好香芋泥煎意面完成签到,获得积分10
26秒前
28秒前
DD应助one采纳,获得10
29秒前
开心初阳发布了新的文献求助10
29秒前
华鹊鹊发布了新的文献求助10
36秒前
由道罡完成签到 ,获得积分10
37秒前
易如反掌完成签到,获得积分20
38秒前
爆米花应助Yuanyuan采纳,获得10
46秒前
情怀应助华鹊鹊采纳,获得10
51秒前
55秒前
58秒前
清风明月完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Yuanyuan发布了新的文献求助10
1分钟前
科研通AI6应助山渐青采纳,获得10
1分钟前
虚心的小蝴蝶完成签到 ,获得积分10
1分钟前
roro熊完成签到 ,获得积分10
1分钟前
斯文败类应助薛建伟采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
zz发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
薛建伟完成签到,获得积分10
1分钟前
汉堡包应助Mavis采纳,获得10
1分钟前
薛建伟发布了新的文献求助10
1分钟前
小毛完成签到,获得积分10
1分钟前
七七完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zz完成签到,获得积分10
1分钟前
Lliu完成签到,获得积分10
1分钟前
完美世界应助yunshui采纳,获得10
1分钟前
haprier完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Yuanyuan发布了新的文献求助10
1分钟前
yunshui完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
yunshui发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
(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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 800
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 620
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 500
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 5561327
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4646464
关于积分的说明 14678529
捐赠科研通 4587747
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2517212
邀请新用户注册赠送积分活动 1490496
关于科研通互助平台的介绍 1461362