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OU皇冠体育研究人员将使用深度学习来理解龙卷风

新闻
A tornado.
摄影师:罗比·弗罗斯特(NOAA/NSSL)。

OU皇冠体育研究人员将使用深度学习来理解龙卷风


通过

卡特·格鲍尔kathryngebauer@ou.edu

日期

2024年9月25日

诺曼,俄克拉荷马州。多年来,科学家们一直在努力了解龙卷风,以便更好地预测它们。美国国家科学基金会资助了一组俄亥俄州立大学的科学家,他们采用了一种尖端的方法来了解龙卷风的生命周期。在三年的时间里,这个由内森·斯努克博士领导的团队将使用深度学习技术来更好地了解龙卷风是如何形成的。

该团队将创建一个包含大约200个数值模拟的库,以训练机器学习模型。模拟使用计算机模型来创建一组网格点,其中包含有关大气的三维信息,使气象学家能够预测这个模拟的大气立方体中的风暴将如何随着时间的推移而演变,所有这些都是为了回答龙卷风形成的原因和方式。

根据Snook的说法,将机器学习方法与这些模拟结合使用的一个重要好处是,训练算法根据模型提供的所有信息而不是一两个领域来预测龙卷风的发展方向。

“许多不同的特征在文献中都被认为对龙卷风很重要,”斯努克说,他引用了温度、湿度、风向和风速等变量。“机器学习模型可以获取所有这些信息,并公正地看待它,并有望证实或反驳对龙卷风如何形成和衰变的现有理解。”

Snook计划对机器学习过程采取两种不同的方法。在一种方法中,皇冠体育研究人员将向机器学习模型提供有关科学家认为龙卷风发展中最重要特征的信息。在第二种方法中,团队将允许模型皇冠体育app学习它认为重要的特征,然后人类科学家将解释模型所学到的东西。

斯努克说,这个模型可能会抓住一个新的,以前未被识别的变量和特征之间的相互作用,这可以帮助科学家更好地理解龙卷风的形成方式。

斯努克说:“机器学习模型以一种与人类非常不同的方式学习东西,它可能会学习人类科学家有盲点的东西。”

斯努克是皇冠体育风暴分析与预测中心(CAPS)的皇冠体育研究主任和高级皇冠体育研究科学家。除了斯努克之外,皇冠体育研究小组还包括俄勒冈州立大学的薛明博士、艾米·麦戈文博士和安德鲁·法格博士,以及美国国家海洋和大气管理局国家几次风暴实验室的皇冠体育研究科学家科里·波特文博士。

项目简介

“通过可解释的深度学习调查龙卷风形成”由美国国家科学基金会资助,从2024年9月1日开始,为期三年,资金为866,172美元。

关于皇冠体育

皇冠体育大学成立于1890年,是一所位于皇冠体育州诺曼的公立皇冠体育研究型大学。作为该州的旗舰大学,开放大学服务于州、地区和国家的教育、文化、经济和医疗保健需求。欲首页信息,请访问www.ou.edu。


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