High-resolution precipitation fields are essential for hydrological impact assessment, yet global climate model outputs are too coarse and biased for direct use. AI-based statistical downscaling with diffusion models offers a promising approach, but the mechanism by which large-scale atmospheric predictors condition generation remains largely unexplored. We investigate three conditioning strategies for a denoising diffusion probabilistic model applied to daily precipitation downscaling: channel concatenation of upsampled coarse predictors, cross-attention conditioning with a learned convolutional encoder, and cross-attention conditioning with the frozen encoder of the pretrained Prithvi WxC weather foundation model. All strategies are evaluated against an unconditioned baseline under identical conditions using probabilistic, distributional, spectral, and extreme-event metrics for the Colorado River Basin. Concatenation conditioning achieves the lowest point-wise CRPS and MSE, but tends to produce over-smoothed fields that suppress high-intensity events. In contrast, cross-attention conditioning provides substantially better distributional realism and modest improvements in spectral fidelity. Improvements are greatest for extremes: the Prithvi-WxC conditioned model retains over half of >100mm/day events, although estimates are uncertain due to limited samples. When trained on the full dataset, the learned convolutional model performs similarly to the foundation model-conditioned approach while requiring lower computational resources. However, the Prithvi-WxC-conditioned model achieves comparable performance with only five years of training data. These results indicate that cross-attention conditioning offers advantages over simple concatenation for probabilistic precipitation downscaling, and that pre-trained foundation model representations may offer benefits in data-limited settings.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
谷歌EfficientNet缩放模型,PyTorch实现登热榜
机器学习算法与Python学习
11+阅读 · 2019年6月4日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016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 · 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9月30日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
受限仓库多智能体取送中的动态安全等待点选择
《国防技术管理》印度智库报告最新45页
专知会员服务
3+阅读 · 8月28日
《美陆军最新条令:保障行动》
专知会员服务
4+阅读 · 8月28日
算法战场:人工智能如何重新定义军事力量
专知会员服务
6+阅读 · 8月28日
《北约联邦式电子战云架构》
专知会员服务
6+阅读 · 8月27日
《美陆军野战手册:空域管理战术》
专知会员服务
10+阅读 · 8月27日
相关VIP内容
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016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 · 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9月30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