PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society· 2026Q1

Doğruluk ve hızı dengeleme: Makine öğrenmesi vekil modeli ile çoklu-sadakat ensemble Kalman filtresi

Balancing accuracy and speed: A multi‐fidelity ensemble Kalman filter with a machine learning surrogate model

Jeffrey van der Voort, Martin Verlaan, Hanne Kekkonen

Kısa özet

Düşük sadakatli model olarak makine öğrenmesi (ML) vekilini kullanan yeni bir çoklu-sadakat ensemble Kalman filtresi (MF-EnKF), geleneksel yöntemlere kıyasla aynı hesaplama bütçesi dahilinde daha yüksek doğruluk elde etmektedir.

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

Ana noktalar

  • Yeni bir MF-EnKF, düşük sadakatli modeli olarak bir ML vekilini kullanır.
  • Yaklaşım, birkaç tam model çalıştırmasını çok sayıda ML modeli çalıştırmasıyla birleştirir.
  • MF-EnKF, geleneksel yöntemlere kıyasla aynı hesaplama bütçesi dahilinde daha yüksek doğruluk elde eder.
  • ML vekilleri, daha büyük hızlanma ile düşük çözünürlüklü modellere benzer veya daha iyi doğruluk sunar.

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

Özet (abstract)

Abstract Currently, more and more machine learning (ML) surrogates are being developed for computationally expensive physical models. In this work we investigate the use of a multi‐fidelity ensemble Kalman filter (MF‐EnKF) in which the low‐fidelity model is an ML surrogate, rather than a traditional low‐resolution or reduced‐order model. The idea behind this is to use an ensemble of a few expensive full model runs, together with an ensemble of many cheap but less accurate ML model runs. In this way we hope to reach increased accuracy within the same computational budget. We investigate the performance by testing the approach on two common test problems; namely, the Lorenz‐2005 model and a quasi‐geostrophic model. By keeping the original physical model in place, we obtain a higher accuracy than when we completely replace it by the ML model. Furthermore, the MF‐EnKF reaches improved accuracy within the same computational budget. The ML surrogate has similar or improved accuracy compared with the low‐resolution one, but it can provide a larger speed‐up. Our method contributes to increasing the effective ensemble size in the ensemble Kalman filter, which improves the estimation of the initial condition and hence accuracy of the predictions in fields such as meteorology and oceanography.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 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: Atmosfer Bilimi

Atmospheric ScienceEarth and Planetary Sciences