不同的机器学习方法对多个气候指数预报能力的对比研究
编号:1387
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更新:2024-04-11 15:52:10 浏览:723次
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摘要
为了探究机器学习的原理及其在气候预测中的潜在应用,本拟研究三种(或以上)典型的机器学习方法对PDO、ENSO、AO等气候指数的预报预测能力,并探究多种机器学习方法对多个气候指数的预报技巧。本文选取NOAA天气与气候预测中心的1950年1月到2022年2月共866个月的NAO、EA、EP、PNA气候指数时间序列。气候指数时间序列采用3个月的滑动平均和标准化后进行切片处理,进而将时间序列划分为训练集、验证集和预测集,利用机器学习方法模拟预测。结果表明,机器学习方法对气候指数都有较好的预报能力,对NAO、PNA的预报效果相对最好,其次是EA、EP,并且CNN和SARIMA—SVM模型对气候指数NAO、EP的预测能力相当,且LSTM模型有效利用时序信息,因此对PNA、EA、EP的预报效果优于CNN、SARIMA—SVM模型,但NAO的预报出现较大偏差,是由于利用了过多的非线性信息和季节性波动。而就预报技巧而言,CNN和SARIMA—SVM模型对气候指数能达到1%到5%,而LSTM模型预报技巧则能够达1%以下,因而SVM、CNN、LSTM都是比较预报准确率较高的模型,但LSTM模型却能较为准确的反应模型的波动趋势。
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