論文の概要: Dual-Scale Temporal Fusion Reveals Structured Predictability in Subseasonal-to-Seasonal Temperature Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.06911v1
- Date: Thu, 07 May 2026 20:19:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-11 19:43:38.601345
- Title: Dual-Scale Temporal Fusion Reveals Structured Predictability in Subseasonal-to-Seasonal Temperature Prediction
- Title(参考訳): 日中・日中温度予測における構造的予測可能性に関する2段階核融合実験
- Authors: Elnaz Bashir, Jiali Wang, Lin Yan,
- Abstract要約: S2S予測可能性は時間的・空間的・大規模パターンコヒーレンスにまたがって構成されていることを示す。
これらの結果は、予測システムを改善し、実際に使用することを通知するための、より解釈可能な基盤を提供する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.457194039590938
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Subseasonal-to-seasonal (S2S) temperature forecasts, spanning several weeks to a few months, are critically needed in agriculture practice, energy planning, and extreme-weather induced risk management, yet their reliability varies substantially across seasons and regions. Forecast skill is often attributed primarily to lead time, but this perspective does not fully explain the spatiotemporal patterns of predictability. Here we show that S2S predictability is organized across interacting temporal components, spatial heterogeneity, and large-scale pattern coherence, and that this structure can be explicitly characterized and exploited. We develop a dual-scale learning framework that separates calendar-aligned historical climate context from lead-time matched recent weather evolution, combining them through spatially adaptive fusion to enable stable temperature forecasts across the 30 to 90-day window. The learned fusion weights reveal that the balance between these two temporal scales shifts systematically with season and geography: during winter, interannual context dominates over high latitudes and complex terrain where forecast is the most difficult, while summer predictions reflect a more balanced temporal contribution across the domain. This spatially explicit reorganization of predictability, rather than simple lead-time decay, emerges as the primary determinant of forecast skill within the subseasonal window. Topology-aware structural constraints further improve spatial coherence of predicted temperature fields, stabilizing large-scale pattern organization particularly over complex terrain. These results reframe S2S predictability as a structured, multi-scale phenomenon, providing a more interpretable foundation for improving forecast systems and informing their use in practice.
- Abstract(参考訳): 数週間から数ヶ月にわたって続くS2S (Subseasonal-to-seasonal) の気温予測は、農業の実践、エネルギー計画、極端に温暖化によるリスク管理において極めて必要であるが、その信頼性は季節や地域によって大きく異なる。
予測スキルは主にリードタイムに起因するが、この視点では予測可能性の時空間パターンを完全に説明できない。
本稿では、S2S予測可能性について、相互作用する時間的成分、空間的不均一性、大規模パターンコヒーレンスにまたがって整理し、この構造を明示的に評価し、活用可能であることを示す。
本研究では,過去の気象状況とリードタイムの一致した最近の気象変化を分離し,空間適応型融合により30日から90日間の窓面における安定した温度予測を可能にする2段階学習フレームワークを開発した。
冬の間は、冬の間は高緯度と複雑な地形が支配的であり、夏はドメイン全体でよりバランスのとれた時間的貢献を反映している。
この空間的に明らかな予測可能性の再編成は、単純なリードタイム崩壊ではなく、サブシーズンウィンドウ内の予測スキルの一次決定要因として現れる。
トポロジーを考慮した構造制約は、予測温度場の空間コヒーレンスをさらに向上させ、特に複雑な地形上で大規模パターン構造を安定化させる。
これらの結果は、S2S予測可能性を構造化されたマルチスケールの現象として再編成し、予測システムを改善し、実際に使用することを示すためのより解釈可能な基盤を提供する。
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