Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > physics > arXiv:2505.10191

帮助 | 高级搜索

物理学 > 大气与海洋物理

arXiv:2505.10191 (physics)
[提交于 2025年5月15日 ]

标题: 拉图:增强动力学的深度学习用于涡旋分辨率海洋预报

标题: LanTu: Dynamics-Enhanced Deep Learning for Eddy-Resolving Ocean Forecasting

Authors:Qingyu Zheng, Qi Shao, Guijun Han, Wei Li, Hong Li, Xuan Wang
摘要: 中尺度涡旋主导了海洋的时空多尺度变化,它们对全球海洋能量级串的影响不容忽视。涡旋解析的海洋预报为渔业和航行安全提供了更可靠的保障,但也给传统数值模型带来了显著的科学挑战和高昂的计算成本。基于人工智能(AI)的天气和海洋预报系统正成为一种平衡预报性能与计算效率的强大工具。然而,海洋动力系统的复杂多尺度特征使得AI模型在中尺度涡旋预报(特别是在区域建模方面)仍面临许多挑战。 在这里,我们开发了LanTu,这是一种基于增强动力学的深度学习的区域涡旋解析海洋预报系统。我们将跨尺度相互作用纳入LanTu,并构建多尺度物理约束以优化LanTu,通过利用涡旋动力学的知识来提高LanTu对中尺度演化的预报技巧。结果显示,LanTu在温度、盐度、海面异常和流速预测方面优于现有的先进业务数值海洋预报系统(NOFS)和基于AI的海洋预报系统(AI-OFS),预报时效超过10天。我们的研究强调,增强动力学的深度学习(LanTu)可以成为涡旋解析海洋预报的一个强大范式。
摘要: Mesoscale eddies dominate the spatiotemporal multiscale variability of the ocean, and their impact on the energy cascade of the global ocean cannot be ignored. Eddy-resolving ocean forecasting is providing more reliable protection for fisheries and navigational safety, but also presents significant scientific challenges and high computational costs for traditional numerical models. Artificial intelligence (AI)-based weather and ocean forecasting systems are becoming powerful tools that balance forecast performance with computational efficiency. However, the complex multiscale features in the ocean dynamical system make AI models still face many challenges in mesoscale eddy forecasting (especially regional modelling). Here, we develop LanTu, a regional eddy-resolving ocean forecasting system based on dynamics-enhanced deep learning. We incorporate cross-scale interactions into LanTu and construct multiscale physical constraint for optimising LanTu guided by knowledge of eddy dynamics in order to improve the forecasting skill of LanTu for mesoscale evolution. The results show that LanTu outperforms the existing advanced operational numerical ocean forecasting system (NOFS) and AI-based ocean forecasting system (AI-OFS) in temperature, salinity, sea level anomaly and current prediction, with a lead time of more than 10 days. Our study highlights that dynamics-enhanced deep learning (LanTu) can be a powerful paradigm for eddy-resolving ocean forecasting.
评论: 22页,6幅图
主题: 大气与海洋物理 (physics.ao-ph) ; 人工智能 (cs.AI); 机器学习 (cs.LG); 混沌动力学 (nlin.CD)
引用方式: arXiv:2505.10191 [physics.ao-ph]
  (或者 arXiv:2505.10191v1 [physics.ao-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2505.10191
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Qingyu Zheng [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2025 年 5 月 15 日 11:47:54 UTC (11,047 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
nlin
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-05
切换浏览方式为:
cs
cs.AI
cs.LG
nlin.CD
physics
physics.ao-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号