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Can Artificial Intelligence‐Based Weather Prediction Models Simulate the Butterfly Effect?

Selz, Tobias und Craig, George C. (2023) Can Artificial Intelligence‐Based Weather Prediction Models Simulate the Butterfly Effect? Geophysical Research Letters, 50 (20), Seiten 1-9. Wiley. doi: 10.1029/2023GL105747. ISSN 0094-8276.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.1029/2023GL105747

Kurzfassung

We investigate error growth from small-amplitude initial condition perturbations, simulated with a recent artificial intelligence-based weather prediction model. From past simulations with standard physically-based numerical models as well as from theoretical considerations it is expected that such small-amplitude initial condition perturbations would grow very fast initially. This fast growth then sets a fixed and fundamental limit to the predictability of weather, a phenomenon known as the butterfly effect. We find however, that the AI-based model completely fails to reproduce the rapid initial growth rates and hence would incorrectly suggest an unlimited predictability of the atmosphere. In contrast, if the initial perturbations are large and comparable to current uncertainties in the estimation of the initial state, the AI-based model basically agrees with physically-based simulations, although some deficits are still present.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/199357/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Can Artificial Intelligence‐Based Weather Prediction Models Simulate the Butterfly Effect?
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Selz, TobiasDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-1767-4381NICHT SPEZIFIZIERT
Craig, George C.MIM, LMU München, DLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:26 Oktober 2023
Erschienen in:Geophysical Research Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:50
DOI:10.1029/2023GL105747
Seitenbereich:Seiten 1-9
Verlag:Wiley
ISSN:0094-8276
Status:veröffentlicht
Stichwörter:artificial-intelligence-based models synoptic-scale error
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Luftverkehr und Auswirkungen
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AI - Luftverkehr und Auswirkungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Klima, Wetter und Umwelt
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Verkehrsmeteorologie
Hinterlegt von: Ziegele, Brigitte
Hinterlegt am:30 Nov 2023 08:03
Letzte Änderung:30 Jan 2024 13:00

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