Solar radio flux along with geomagnetic indices are important indicators of solar activity and its effects. Extreme solar events such as flares and geomagnetic storms can negatively affect the space environment including satellites in low-Earth orbit. Therefore, forecasting these space weather indices is of great importance in space operations and science. In this study, we propose a model based on long short-term memory neural networks to learn the distribution of time series data with the capability to provide a simultaneous multivariate 27-day forecast of the space weather indices using time series as well as solar image data. We show a 30-40\% improvement of the root mean-square error while including solar image data with time series data compared to using time series data alone. Simple baselines such as a persistence and running average forecasts are also compared with the trained deep neural network models. We also quantify the uncertainty in our prediction using a model ensemble.


翻译:太阳无线电通量以及地磁指数是太阳活动及其影响的重要指标,耀斑和地磁风暴等极端太阳事件可能对空间环境包括低地球轨道卫星产生消极影响,因此,预测这些空间气象指数对空间活动和科学非常重要。在本研究中,我们提出了一个基于长期短期记忆神经网络的模型,以学习时间序列数据的分布,从而有能力利用时间序列和太阳图像数据同时提供多变27天空间天气指数预报。我们显示,根平均差30-40 ⁇ 改进了太阳图像数据,与仅使用时间序列数据相比,包括时间序列数据,同时使用时间序列数据。诸如持久性和运行中平均预测等简单基线也与经过训练的深神经网络模型进行比较。我们还用模型共振量来量化我们预测中的不确定性。

0
下载
关闭预览

相关内容

神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
149+阅读 · 2019年10月12日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
已删除
架构文摘
3+阅读 · 2019年4月17日
LibRec 精选:基于参数共享的CNN-RNN混合模型
LibRec智能推荐
6+阅读 · 2019年3月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【推荐】深度学习时序处理文献列表
机器学习研究会
7+阅读 · 2017年11月29日
【推荐】决策树/随机森林深入解析
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年9月21日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】(Keras)LSTM多元时序预测教程
机器学习研究会
24+阅读 · 2017年8月14日
Arxiv
0+阅读 · 2022年2月21日
Arxiv
10+阅读 · 2021年2月18日
VIP会员
相关VIP内容
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
149+阅读 · 2019年10月12日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
已删除
架构文摘
3+阅读 · 2019年4月17日
LibRec 精选:基于参数共享的CNN-RNN混合模型
LibRec智能推荐
6+阅读 · 2019年3月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【推荐】深度学习时序处理文献列表
机器学习研究会
7+阅读 · 2017年11月29日
【推荐】决策树/随机森林深入解析
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年9月21日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】(Keras)LSTM多元时序预测教程
机器学习研究会
24+阅读 · 2017年8月14日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员