Global reanalysis products such as ERA5-Land provide spatially complete weather fields but at resolutions too coarse for local applications, particularly in mountainous regions where temperature can vary by several degrees over short distances. This project investigates Convolutional Conditional Neural Processes (ConvCNPs) for statistical downscaling of daily maximum temperature from the ~11km resolution ERA5-Land grid to ~1km resolution over Switzerland, building upon the architecture of Vaughan et al. (2022) and adapting it to the topographically complex Swiss domain with high-resolution elevation features from the swisstopo DHM25. The best model, trained on ten years of data (2014-2023) with five-fold temporal cross-validation, achieves a mean absolute error of 1.31 Celsius and a CRPS-based skill score of 0.524 relative to bilinear interpolation, reducing the expected prediction error by more than half. An ablation study reveals that the elevation MLP is the indispensable component - without it, the model diverges entirely - while explicit seasonal features and Topographic Position Index provide secondary benefits. Under sparse on-grid input the model degrades gracefully, maintaining positive skill down to approximately 10% of the input grid; however, zero-shot deployment on off-grid station observations does not achieve positive skill at any density tested. All configurations exhibit severely overconfident uncertainty estimates, a structural limitation of the Gaussian likelihood training objective. These results demonstrate that ConvCNPs are a viable and effective approach to climate downscaling in complex terrain, and identify uncertainty calibration and native support for non-gridded input as the key challenges for operational deployment.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

在数学(特别是功能分析)中,卷积是对两个函数(f和g)的数学运算,产生三个函数,表示第一个函数的形状如何被另一个函数修改。 卷积一词既指结果函数,又指计算结果的过程。 它定义为两个函数的乘积在一个函数反转和移位后的积分。 并针对所有shift值评估积分,从而生成卷积函数。
《美国国防部气候适应计划(2024-2027年)​​》52页
专知会员服务
13+阅读 · 2025年6月24日
战场环境灾害天气信息保障技术及其发展趋势
专知会员服务
33+阅读 · 2024年3月22日
《美国陆军气候战略实施计划(2023-2027年)》50页报告
专知会员服务
23+阅读 · 2023年6月5日
专知会员服务
51+阅读 · 2021年10月3日
ECCV2020 「去雾去雨去模糊」论文汇总
计算机视觉life
10+阅读 · 2020年10月19日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
5+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
9+阅读 · 9月1日
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
13+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
8+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
5+阅读 · 8月31日
《美陆军野战手册(2026年):特种部队》
专知会员服务
8+阅读 · 8月31日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员