Hybrid meteorological forecasting: ML-driven predictions of Lake Michigan's lake-effect precipitation for urban preparedness
Notice bibliographique
Résumé
The "lake-effect" is the weather trend that happens when cold air, which usually comes from Canada, moves across the open seas of the Great Lakes, warms up, evaporates as clouds, and produces precipitation. Abundant precipitation and snow have significant adverse effects on the regions surrounding the Great Lakes in North America. Traditional meteorological studies utilize fluid dynamics to model future weather and make predictions. Despite their capacity to generate precise predictions regarding numerous climate variables, fluid dynamic models encounter limitations in producing consistent and reliable forecasts over an extended temporal scope. Given the swift advancements in deep learning and time series forecasting, we have endeavored to leverage statistical modeling while increasing the typical short-term prediction range from 24 hours to a typical midrange of 3 days, with a special emphasis on severe weather events. We establish a new data pipeline that extracts visible band satellite data from the Lake Michigan region, sourced from the Geostationary Operational Environmental Satellite under the aegis of the National Aeronautics and Space Administration. Subsequently, the study introduces a framework that amalgamates 2-dimensional satellite imagery and 1-dimensional meteorological data, even when they differ in sampling frequencies and availability, for the purpose of forecasting. By integrating Convolutional Neural Networks and Long Short-Term Memory Networks, our framework not only ensures swift implementation and rapid training but also remains efficient in terms of computational expenses. Data left out of the training pipeline are used to measure the framework's accuracy in forecasting. This research contributes to the existing scientific dialogue concerning lake-effect snow and paves the way for more interdisciplinary approaches to climate change.--Author's abstract
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».