Probabilistic weather forecasting is undergoing rapid transformation with artificial intelligence (AI). In traditional numerical weather prediction, computing power can limit how well ensemble forecasts approximate the unknown statistical distribution of future states. AI models facilitate larger ensembles and are trained with probabilistic considerations, ideally leading to better uncertainty quantification. Forecasts from these state-of-the-art models are often considered well-calibrated. However, here we show that the statistical coverage of such models, the ultimate measure of calibration, can struggle, especially on extreme events. To address this shortcoming, we employ conformal prediction, a class of statistical methods that mathematically guarantees coverage under no distributional assumptions, unlike previous post-processing techniques. We apply online conformal prediction to temperature and precipitation forecasts (including extremes) of three leading global weather models, GenCast, NeuralGCM, and AIFS-ENS, ensuring calibrated uncertainty at no expense to other probabilistic metrics. This post-processing method can be applied to any forecasting model.


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人工智能杂志AI(Artificial Intelligence)是目前公认的发表该领域最新研究成果的主要国际论坛。该期刊欢迎有关AI广泛方面的论文,这些论文构成了整个领域的进步,也欢迎介绍人工智能应用的论文,但重点应该放在新的和新颖的人工智能方法如何提高应用领域的性能,而不是介绍传统人工智能方法的另一个应用。关于应用的论文应该描述一个原则性的解决方案,强调其新颖性,并对正在开发的人工智能技术进行深入的评估。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/ai/
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