Simulating the global climate in fine granularity is essential in climate science research. Current algorithms for computing climate models are based on mathematical models that are computationally expensive. Climate simulation runs can take days or months to execute on High Performance Computing (HPC) platforms. As such, the amount of computational resources determines the level of resolution for the simulations. If simulation time could be reduced without compromising model fidelity, higher resolution simulations would be possible leading to potentially new insights in climate science research. In this project, broadband radiative transfer modeling is examined, as this is an important part in climate simulators that takes around 30% to 50% time of a typical general circulation model. This thesis project presents a convolutional neural network (CNN) to model this most time consuming component. As a result, swift radiation prediction through the trained deep neural network achieves a 7x speedup compared to the calculation time of the original function. The average prediction error (MSE) is around 0.004 with 98.71% of accuracy. / Högupplösta globala klimatsimuleringar är oumbärliga för klimatforskningen.De algoritmer som i dag används för att beräkna klimatmodeller baserar sig på matematiska modeller som är beräkningsmässigt tunga. Klimatsimuleringar kan ta dagar eller månader att utföra på superdator (HPC). På så vis begränsas detaljnivån av vilka datorresurser som finns tillgängliga. Om simuleringstiden kunde minskas utan att kompromissa på modellens riktighet skulle detaljrikedomen kunna ökas och nya insikter göras möjliga. Detta projekt undersöker Bredband Solstrålning modellering eftersom det är en betydande del av dagens klimatsimulationer och upptar mellan 30-50% av beräkningstiden i en typisk generell cirkulationsmodell (GCM). Denna uppsats presenterar ett neuralt faltningsnätverk som ersätter denna beräkningsintensiva del. Resultatet är en sju gångers uppsnabbning jämfört med den ursprungliga metoden. Genomsnittliga uppskattningsfelet är 0.004 med 98.71 procents noggrannhet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-215715 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Alpire, Adam |
| Publisher | KTH, Skolan för informations- och kommunikationsteknik (ICT) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ICT-EX ; 2017:105 |
Page generated in 0.0018 seconds