論文の概要: Evaluating Skill and Stability of ArchesWeather and ArchesWeatherGen under Multi-Decadal Climate Simulations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.29976v1
- Date: Thu, 28 May 2026 14:15:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-30 02:45:56.381532
- Title: Evaluating Skill and Stability of ArchesWeather and ArchesWeatherGen under Multi-Decadal Climate Simulations
- Title(参考訳): 多段階気候シミュレーションによるアーチウェザーとアーチウェザージェネレーションのスキルと安定性の評価
- Authors: Renu Singh, Robert Brunstein, Antonia Jost, Thomas Rackow, Claire Monteleoni, Yana Hasson, Christian Lessig, Guillaume Couairon,
- Abstract要約: ArchesWeather と ArchesWeatherGen の気候シミュレーション能力を評価する。
本研究では,月平均海面温度 (SST) と海氷被覆 (SIC) を境界条件として,これらのモデルを強制的大気モデルとして機能させる。
ArchesWeather と ArchesWeatherGen の強制的な構成は、安定した長期気候シミュレーションを作成し、安定した年次サイクルを持ち、多くの気候変数の漂流を捉えていることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.698072049880366
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We evaluate the climate simulation capabilities of ArchesWeather and ArchesWeatherGen, two machine learning models originally trained for weather forecasting and evaluated up to a 10-day lead time. ArchesWeather is a deterministic model, while ArchesWeatherGen is a probabilistic flow-matching model leveraging ArchesWeather's forecasts, enabling ensemble-based uncertainty quantification. In this work, we adapt these models to act as forced atmospheric models by using additional conditioning on the monthly mean sea surface temperature (SST) and sea ice cover (SIC) as boundary conditions. In particular, we follow the AI Model Intercomparison Project (AIMIP) Phase 1 protocol, which, analogous to the Atmospheric Model Intercomparison Project (AMIP), proposes a standardized experimental setup to evaluate the climate skill of ML-based forced atmospheric models. We present a comprehensive evaluation of both models under these conditions, including comparison against numerical climate models, ablation studies that examine key design choices in the extension, and an analysis of forced versus unforced configurations. Despite being originally developed for weather forecasting, we demonstrate that forced configurations of ArchesWeather and ArchesWeatherGen produce stable long-term climate simulations, have a stable annual cycle, and capture the drift of many climate variables. The models faithfully reproduce ERA5's climatology, large-scale circulations and interannual variability, and they capture the tails of the distributions.
- Abstract(参考訳): ArchesWeather と ArchesWeatherGen の気候シミュレーション能力を評価する。
ArchesWeatherは決定論的モデルであり、ArchesWeatherGenはArchesWeatherの予測を利用した確率論的フローマッチングモデルであり、アンサンブルベースの不確実性定量化を可能にする。
本研究では,月平均海面温度 (SST) と海氷被覆 (SIC) を境界条件として,これらのモデルを強制的大気モデルとして機能させる。
特に、AIMIP(AI Model Intercomparison Project)フェーズ1(AIMIP)プロトコルに従う。このプロトコルは、MLベースの強制的な大気モデルの気候スキルを評価するための標準化された実験環境を提案する。
本稿では,これらの条件下での両モデルの総合的な評価,数値気候モデルとの比較,拡張における重要な設計選択を検討するアブレーション研究,強制的・非強制的構成の分析などについて述べる。
もともと天気予報のために開発されたが、ArcesWeatherとArcesWeatherGenの強制的な構成は、安定した長期気候シミュレーションを作成し、安定した年次サイクルを持ち、多くの気候変数の漂流を捉えることを実証した。
モデルは、ERA5の気候学、大規模な循環、年々の変動を忠実に再現し、分布の尾を捉えている。
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