Подробности

Категория: Февраль 2025

Методология суррогатного моделирования нелинейной динамики атмосферы: от концептуальной модели к нейронным сетям

С. А. Солдатенко, Я. И. Ангудович

Рассматривается методологический подход к моделированию нелинейной динамики атмосферы, подразумевающий построение суррогатной (подменной) модели физического объекта (процесса) на основе методов машинного обучения. В иллюстративных целях суррогатная модель строится для концептуальной модели совместной системы “океан – атмосфера”, в которой атмосферный компонент представлен нелинейной динамической системой малой размерности, а океанический компонент – моделью гармонического осциллятора. Суррогатная модель построена на основе однонаправленных и двунаправленных нейронных сетей длинной краткосрочной памяти (LSTM и BiLSTM соответственно). Проанализированы девять LSTM и одна BiLSTM, структуры которых определялись экспериментально, с целью оценки их способности прогнозировать сложную динамику и хаотический режим в рассматриваемой модели на временных интервалах от 5 до 10 суток. Наилучшие точностные характеристики прогнозов получены с использованием BiLSTM.