Many dynamical processes unfold on the sphere but the default scientific machine learning architectures are Euclidean. Applying these architectures on a regular lat-lon grid causes problems: Cartesian convolutions become distorted at high latitude; 2D FFTs in Fourier neural operators incorrectly assume double periodicity; Cartesian positional encodings in ViTs distort spherical geodesic distances. Recent work moves towards natively spherical primitives, including spherical convolutions (e.g., DeepSphere or DISCO), Spherical Fourier Neural Operators (SFNOs), and geodesic attention. Here we propose Dandelion, a spherical version of Flower, a warp-based neural PDE solver. Layers of Dandelion predict a tangent-plane displacement and transport features along great circles. We obtain a U-Net-like structure by implementing hierarchical pooling entirely in the spherical-harmonic domain. There are thus no convolutions: spatial mixing is achieved only through spherical coordinate changes, or warps. To compare Dandelion with existing spherical architectures, we release an evolving benchmark suite of challenging, natively-spherical PDE datasets including a modified Galewsky jet, anomalous chained turbulence, Cahn-Hilliard decomposition, spherical Riemann shocks, Held-Suarez dry atmospheric transport and global ocean dynamics. This new benchmark fills the gap in existing spherical datasets which are either too small and stylized, or much too large (ERA5) for model iteration. Dandelion is best or second-best on every dataset, and the gap to non-warp baselines widens with resolution: at $256\times 512$, Dandelion and Flower2D occupy the top two slots in both single-step prediction and rollout.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

数据集,又称为资料集、数据集合或资料集合,是一种由数据所组成的集合。
Data set(或dataset)是一个数据的集合,通常以表格形式出现。每一列代表一个特定变量。每一行都对应于某一成员的数据集的问题。它列出的价值观为每一个变量,如身高和体重的一个物体或价值的随机数。每个数值被称为数据资料。对应于行数,该数据集的数据可能包括一个或多个成员。
Nature 子刊 | SciToolAgent:知识图谱引导的科学工具智能体
专知会员服务
21+阅读 · 2025年11月1日
【新书】基于物理的模拟
专知会员服务
23+阅读 · 2025年7月25日
不可错过!EPFL《训练大语言模型》课程
专知会员服务
18+阅读 · 2025年4月25日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
GAN新书《生成式深度学习》,Generative Deep Learning,379页pdf
专知会员服务
209+阅读 · 2019年9月30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
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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
3+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 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 7月8日
VIP会员
最新内容
《最强大的军事网状网络》
专知会员服务
6+阅读 · 9月7日
《预测陆军征兵任务分配》110页
专知会员服务
5+阅读 · 9月7日
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
11+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
11+阅读 · 9月1日
相关VIP内容
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
3+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 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员