Precipitation nowcasting, the high-resolution forecasting of precipitation up to two hours ahead, supports the real-world socio-economic needs of many sectors reliant on weather-dependent decision-making. State-of-the-art operational nowcasting methods typically advect precipitation fields with radar-based wind estimates, and struggle to capture important non-linear events such as convective initiations. Recently introduced deep learning methods use radar to directly predict future rain rates, free of physical constraints. While they accurately predict low-intensity rainfall, their operational utility is limited because their lack of constraints produces blurry nowcasts at longer lead times, yielding poor performance on more rare medium-to-heavy rain events. To address these challenges, we present a Deep Generative Model for the probabilistic nowcasting of precipitation from radar. Our model produces realistic and spatio-temporally consistent predictions over regions up to 1536 km x 1280 km and with lead times from 5-90 min ahead. In a systematic evaluation by more than fifty expert forecasters from the Met Office, our generative model ranked first for its accuracy and usefulness in 88% of cases against two competitive methods, demonstrating its decision-making value and ability to provide physical insight to real-world experts. When verified quantitatively, these nowcasts are skillful without resorting to blurring. We show that generative nowcasting can provide probabilistic predictions that improve forecast value and support operational utility, and at resolutions and lead times where alternative methods struggle.


翻译:降水量正在播种,对降水量进行高清晰度预测,预测降水量可达2小时,从而支持依赖天气决策的许多部门在现实世界中的社会经济需求。 最先进的作业性现在播种方法通常采用基于雷达的风量估计对降水场进行倾斜,并努力捕捉重要的非线性事件,如相近的开始。 最近引进的深层次学习方法使用雷达直接预测未来降雨率,而没有物理限制。 它们准确预测低强度降雨量,它们的业务效用有限,因为它们缺乏制约,导致现在在较长的引导时间出现模糊,在更罕见的中到重雨事件上产生不良的性能。 为了应对这些挑战,我们展示了目前从雷达降水量预测的概率性能的深层次模型。 我们的模型在1536公里到1280公里之间以及从前面5-90分钟到前的低度支持时间,它们的行动性效用有限。 在由超过50位的专家预报员进行的系统评估中,现在的精度模型在更罕见的中到更重的雨雨雨天事件上产生不良的性表现。 为了显示其真实性和真实性,在88的精确性决定中,我们现在的精确性判断能力排名中可以展示,这些真实性判断,在88性研究中可以证明。

3
下载
关闭预览

相关内容

在机器学习中,生成模型可以用来直接对数据建模(例如根据某个变量的概率密度函数进行数据采样),也可以用来建立变量间的条件概率分布。条件概率分布可以由生成模型根据贝叶斯定理形成。
最新【深度生成模型】Deep Generative Models,104页ppt
专知会员服务
69+阅读 · 2020年10月24日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习相关资源(框架、库、软件)大列表
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
0+阅读 · 2021年5月27日
Arxiv
0+阅读 · 2021年5月26日
Arxiv
0+阅读 · 2021年5月26日
Deep Learning for Energy Markets
Arxiv
10+阅读 · 2019年4月10日
Arxiv
10+阅读 · 2018年3月23日
Arxiv
6+阅读 · 2018年2月24日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2021年5月27日
Arxiv
0+阅读 · 2021年5月26日
Arxiv
0+阅读 · 2021年5月26日
Deep Learning for Energy Markets
Arxiv
10+阅读 · 2019年4月10日
Arxiv
10+阅读 · 2018年3月23日
Arxiv
6+阅读 · 2018年2月24日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员