PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Proceedings of the National Academy of Sciences· 2026Q1

Fonksiyon Uzaylarında Durgun Olmayan Dinamiklerde Devrilme Noktası Tahmini

Tipping point forecasting in nonstationary dynamics on function spaces

Miguel Liu-Schiaffini, Clare E. Singer, Nikola Kovachki, Sze Chai Leung ve diğerleri

Kısa özet

Tekrarlayan sinir operatörleri (RNO'lar) kullanan yeni bir uyumlu tahmin çerçevesi, kısmi fizik bilgisiyle bile devrilme noktalarını titiz belirsizlik ölçümüyle tahmin ediyor.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Durgun olmayan dinamik sistemlerde devrilme noktalarını tahmin etmek için bir uyumlu tahmin çerçevesi sunar.
  • Devrilme öncesi dinamiklerden öğrenmek için tekrarlayan sinir operatörlerini (RNO'lar) kullanır ve fonksiyon uzayları arasındaki eşlemeleri öğrenir.
  • Fiziksel kısıtlamalardan (örn. korunmuş nicelikler, KDD'ler) sapmaları izleyerek titiz belirsizlik ölçümüyle devrilme noktalarını tahmin eder.
  • Durgun olmayan ODE'ler/KDD'ler (Lorenz-63, Kuramoto–Sivashinsky) ve gerçek dünya uygulamaları (iklim, hava kanadı geçişleri) üzerinde başarı gösterir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Tipping points are abrupt, drastic, and often irreversible changes in the evolution of nonstationary and chaotic dynamical systems. For instance, increased greenhouse gas concentrations are predicted to lead to drastic decreases in low cloud cover, referred to as a climatological tipping point. In this paper, we learn the evolution of such nonstationary dynamical systems using a recurrent neural operator (RNO), which learns mappings between function spaces. After training RNO on only the pre-tipping dynamics, we employ it to detect future tipping points using an uncertainty-based approach. In particular, we propose a conformal prediction framework to forecast tipping points by monitoring deviations from physics constraints (such as conserved quantities and partial differential equations), enabling forecasting of these abrupt changes along with a rigorous measure of uncertainty. We illustrate our proposed methodology on nonstationary ordinary and partial differential equations, such as the Lorenz-63 and Kuramoto–Sivashinsky equations. We also apply our methods to forecast a climate tipping point in stratocumulus cloud cover and airfoil wake and stall transitions using only limited knowledge of the governing equations. For the latter, we show that our proposed method zero-shot generalizes to forecasting multiple future tipping points under varying Reynolds numbers. In our experiments, we demonstrate that even partial or approximate physics constraints can be used to accurately forecast future tipping points.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: İstatistiksel ve Doğrusal Olmayan Fizik

Statistical and Nonlinear PhysicsPhysics and Astronomy