过去几年,人们做出了许多努力,试图将人工智能 (AI) 应用于大气和气候建模。有一条研究路线试图开发新的数据驱动的参数化方案来取代部分大气模型(例如,Brenowitz & Bretherton,2018 年;Gentine 等人,2018 年;O'Gorman & Dwyer,2018 年);学习基于 ML 的参数化方案意味着学习预测亚网格尺度大气过程(例如湍流和对流)的时间导数。尽管它们承诺为低分辨率大气模型(例如气候模型)提供数值上可承受但准确的物理结果,但当前最先进的 AI 参数化仍然存在偏差,更重要的是,它们面临数值不稳定的问题。据 Rasp (2020) 报道,当与大规模大气流体力学求解器结合时,神经网络 (NN) 通常在数值上不稳定(例如,Brenowitz & Bretherton,2019;Rasp 等人,2018)。据报道,基于随机森林 (RF) 的参数化是稳定的(Yuval & O'Gorman,2020)。但是,与离线相比,基于 NN 的参数化似乎优于基于 RF 的参数化(Brenowitz、Henn 等人,2020)。
主要关键词