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ClimSim: A large multi-scale dataset for hybrid physics-ML climate emulation
Yu, Sungduk und Hannah, Walter und Peng, Liran und Lin, Jerry und Bhouri, Mohamed Aziz und Gupta, Ritwik und Lütjens, Björn und Will, Justus Christopher und Behrens, Gunnar und Busecke, Julius und Loose, Nora und Stern, Charles I. und Beucler, Tom und Harrop, Bryce E. und Hillman, Benjamin R. und Jenney, Andrea M. und Ferretti, Savannah L. und Liu, Nana und Anandkumar, Anima und Brenowitz, Noah D. und Eyring, Veronika und Geneva, Nicholas und Gentine, Pierre und Mandt, Stephan und Pathak, Jaideep und Subramaniam, Akshay und Vondrick, Carl und Yu, Rose und Zanna, Laure und Zheng, Tian und Abernathey, Ryan P. und Ahmed, Fiaz und Bader, David C. und Baldi, Pierre und Barnes, Elizabeth und Bretherton, Christopher und Caldwell, Peter und Chuang, Wayne und Han, Yilun und Huang, Yu und Iglesias-Suarez, Fernando und Jantre, Sanket und Kashinath, Karthik und Khairoutdinov, Marat und Kurth, Thorsten und Lutsko, Nicholas und Ma, Po-Lun und Mooers, Griffin und Neelin, J. D. und Randall, David und Shamekh, Sara und Taylor, Mark A. und Urban, Nathan M. und Yuval, Janni und Zhang, Guang und Pritchard, Michael
(2023)
ClimSim: A large multi-scale dataset for hybrid physics-ML climate emulation.
In: 37th Conference on Neural Information Processing Systems, NeurIPS 2023.
37th Conference on Neural Information Processing Systems, 2023-12-10 - 2023-12-16, 900 Convention Center Boulevard, New Orleans, Louisiana, 70130, United States.
doi: 10.48550/arXiv.2306.08754.
Offizielle URL: https://nips.cc/virtual/2023/poster/73569 KurzfassungModern climate projections lack adequate spatial and temporal resolution due to computational constraints. A consequence is inaccurate and imprecise predictions of critical processes such as storms. Hybrid methods that combine physics with machine learning (ML) have introduced a new generation of higher fidelity climate simulators that can sidestep Moore's Law by outsourcing compute-hungry, short, high-resolution simulations to ML emulators. However, this hybrid ML-physics simulation approach requires domain-specific treatment and has been inaccessible to ML experts because of lack of training data and relevant, easy-to-use workflows. We present ClimSim, the largest-ever dataset designed for hybrid ML-physics research. It comprises multi-scale climate simulations, developed by a consortium of climate scientists and ML researchers. It consists of 5.7 billion pairs of multivariate input and output vectors that isolate the influence of locally-nested, high-resolution, high-fidelity physics on a host climate simulator's macro-scale physical state.The dataset is global in coverage, spans multiple years at high sampling frequency, and is designed such that resulting emulators are compatible with downstream coupling into operational climate simulators. We implement a range of deterministic and stochastic regression baselines to highlight the ML challenges and their scoring. The data (https://huggingface.co/datasets/LEAP/ClimSim_high-res) and code (https://leap-stc.github.io/ClimSim) are released openly to support the development of hybrid ML-physics and high-fidelity climate simulations for the benefit of science and society. elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/199426/ |
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Dokumentart: | Konferenzbeitrag (Poster) |
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Titel: | ClimSim: A large multi-scale dataset for hybrid physics-ML climate emulation |
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Autoren: | Autoren | Institution oder E-Mail-Adresse | Autoren-ORCID-iD | ORCID Put Code |
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Yu, Sungduk | University of California, Irvine, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Hannah, Walter | Lawrence Livermore National Lab | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Peng, Liran | University of California, Irvine, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Lin, Jerry | University of California, Irvine, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Bhouri, Mohamed Aziz | Columbia University, New York, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Gupta, Ritwik | University of California, Berkeley | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Lütjens, Björn | Massachusetts Institute of Technology | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Will, Justus Christopher | University of California, Irvine, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Behrens, Gunnar | DLR, IPA | https://orcid.org/0000-0002-5921-5327 | NICHT SPEZIFIZIERT | Busecke, Julius | Columbia University, New York, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Loose, Nora | Princeton University | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Stern, Charles I. | Columbia University, New York, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Beucler, Tom | University of Lausanne, Lausanne, Switzerland | https://orcid.org/0000-0002-5731-1040 | NICHT SPEZIFIZIERT | Harrop, Bryce E. | Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Hillman, Benjamin R. | Sandia National Laboratories, Albuquerque, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Jenney, Andrea M. | University of California, Irvine, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Ferretti, Savannah L. | University of California, Irvine, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Liu, Nana | University of California, Irvine, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Anandkumar, Anima | NVIDIA Corporation, Santa Clara, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Brenowitz, Noah D. | NVIDIA Corporation, Santa Clara, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Eyring, Veronika | DLR, IPA | https://orcid.org/0000-0002-6887-4885 | NICHT SPEZIFIZIERT | Geneva, Nicholas | NVIDIA Corporation, Santa Clara, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Gentine, Pierre | Columbia University, New York, USA | https://orcid.org/0000-0002-0845-8345 | NICHT SPEZIFIZIERT | Mandt, Stephan | University of California, Irvine, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Pathak, Jaideep | NVIDIA Corporation, Santa Clara, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Subramaniam, Akshay | NVIDIA Corporation, Santa Clara, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Vondrick, Carl | Columbia University, New York, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Yu, Rose | UC San Diego | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Zanna, Laure | New York University | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Zheng, Tian | Columbia University, New York, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Abernathey, Ryan P. | Columbia University, New York, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Ahmed, Fiaz | UC Los Angeles | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Bader, David C. | Lawrence Livermore National Lab | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Baldi, Pierre | University of California, Irvine, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Barnes, Elizabeth | Colorado State University | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Bretherton, Christopher | Allen AI | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Caldwell, Peter | Lawrence Livermore National Laboratory, California USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Chuang, Wayne | Columbia University, New York, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Han, Yilun | Tsinghua University, Beijing, China | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Huang, Yu | Columbia University, New York, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Iglesias-Suarez, Fernando | DLR, IPA | https://orcid.org/0000-0003-3403-8245 | NICHT SPEZIFIZIERT | Jantre, Sanket | Brookhaven National Laboratory | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Kashinath, Karthik | NVIDIA Corporation, Santa Clara, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Khairoutdinov, Marat | Stony Brook University | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Kurth, Thorsten | NVIDIA Corporation, Santa Clara, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Lutsko, Nicholas | UC San Diego | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Ma, Po-Lun | Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA, Washington, USA | https://orcid.org/0000-0003-3109-5316 | NICHT SPEZIFIZIERT | Mooers, Griffin | University of California, Irvine, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Neelin, J. D. | UC Los Angeles | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Randall, David | Colorado State University | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Shamekh, Sara | Columbia University, New York, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Taylor, Mark A. | Sandia National Laboratories, Albuquerque, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Urban, Nathan M. | Brookhaven National Laboratory | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Yuval, Janni | Massachusetts Institute of Technology | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Zhang, Guang | UC San Diego | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Pritchard, Michael | University of California Irvine, Irvine, CA, USA | https://orcid.org/0000-0002-0340-6327 | NICHT SPEZIFIZIERT |
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Datum: | 2023 |
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Erschienen in: | 37th Conference on Neural Information Processing Systems, NeurIPS 2023 |
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Referierte Publikation: | Ja |
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Open Access: | Ja |
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Gold Open Access: | Nein |
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In SCOPUS: | Nein |
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In ISI Web of Science: | Nein |
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DOI: | 10.48550/arXiv.2306.08754 |
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Status: | veröffentlicht |
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Stichwörter: | machine learning; benchmark; dataset |
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Veranstaltungstitel: | 37th Conference on Neural Information Processing Systems |
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Veranstaltungsort: | 900 Convention Center Boulevard, New Orleans, Louisiana, 70130, United States |
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Veranstaltungsart: | internationale Konferenz |
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Veranstaltungsbeginn: | 10 Dezember 2023 |
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Veranstaltungsende: | 16 Dezember 2023 |
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Veranstalter
: | Neural Information Processing Systems |
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HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr |
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HGF - Programm: | Raumfahrt |
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HGF - Programmthema: | Erdbeobachtung |
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DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt |
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DLR - Forschungsgebiet: | R EO - Erdbeobachtung |
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Atmosphären- und Klimaforschung |
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Standort: |
Oberpfaffenhofen
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Institute & Einrichtungen: | Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystemmodell -Evaluation und -Analyse |
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Hinterlegt von: |
Iglesias-Suarez, Dr. Fernando
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Hinterlegt am: | 21 Nov 2023 11:09 |
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Letzte Änderung: | 29 Aug 2024 09:52 |
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Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags
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