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[AI学术] WeatherBridge:面向预训练天气预报模型的多源输入自适应

发布于:2026-10-15 22:00 最后更新:2026-10-18 08:05
#Machine Learning #optimization #Artificial Intelligence

WeatherBridge 是一种统一的、基于来源条件的适配器,能够将异构的业务 NWP 初始场映射到 ERA5 参考场,而无需更新预训练的预测模型。它使用 Swin‑UNet 预测结构化残差,并在多个空间尺度注入来源嵌入,以捕获共享的大气结构和来源特有的差异。

训练目标结合纬度加权的 ERA5 重建损失和“一步滚动对齐”(One‑step Rollout Alignment, ORA),后者通过冻结的 FuXi 模型将一步预测误差反向传播,从而同时优化初始场的保真度和下游预报的兼容性。

在 2025 年 1 月 1 日至 11 月 22 日的实验中,使用每日 GFS、HRES 和 CMA 初始场,对六个变量和 0‑240 小时的预报进行评估。相较于直接使用原始来源初始化的 FuXi,WeatherBridge 在 18 组来源‑变量组合中有 17 组的 6‑240 小时滚动 RMSE 均有所下降,中位数降低 10.2%,最大降幅达 46.3%。此外,在冻结 FuXi 的条件下,使用相同适配器还能提升 FengWu 在 GFS 输入上的预报表现,且无需重新训练适配器或 FengWu。

这些结果表明,面向预报的输入自适应能够显著提升来自不同业务 NWP 系统的输入质量,并可跨预训练的 ERA5‑基模型迁移。

点评

原文链接: https://arxiv.org/abs/2610.14863

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