/ Модель

Характеристики

Лицензия
CC BY 4.0
Библиотека
anemoi
Опубликована
19 июн 2025

aifs-ens-1.0

Языковая модель3 профессии

Ансамблевая модель ECMWF для вероятностного прогнозирования атмосферных условий и траекторий тропических циклонов.

246скачиваний за 30 дней13лайковвеса обновлены8 июл 2025

Бенчмарки

Как модель справилась с задачами пользователей ailist и что о ней публикуют открытые лидерборды

Публичные оценки

Из открытых лидербордов. Сравнивайте результаты одного теста при одинаковых условиях — отсутствие оценки не значит, что модель хуже.

В подключённых источниках результатов для этой модели пока нет.

Что умеет модель

Описание составлено по карточке модели и метаданным Hugging Face

AIFS ENS v1.0 — вероятностная ансамблевая модель прогноза погоды, разработанная Европейским центром среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF). Она предназначена для генерации прогнозов верхних слоёв атмосферы, приземных погодных параметров и траекторий тропических циклонов. Модель работает на основе данных о начальном состоянии атмосферы и выдаёт прогноз в виде небольшого ансамбля, обученного с оптимизацией оценки CRPS.

Архитектура модели сочетает графовую нейронную сеть в кодировщике и декодировщике со скользящим оконным трансформером. Она обучалась на реанализе ERA5 и оперативных метеорологических анализах ECMWF. Атмосферная компонента имеет горизонтальное разрешение около 31 км и 13 вертикальных уровней. Для запуска используется фреймворк Anemoi; по умолчанию требуется около 38 ГБ видеопамяти, а уменьшение потребления памяти снижает пропускную способность. Из-за недетерминированности вычислений на GPU пользовательские запуски не обязаны в точности совпадать с официальными прогнозами. Веса доступны по лицензии CC BY 4.0.

Сценарии применения

  • построение ансамблевого прогноза погоды по начальным метеорологическим условиям
  • прогнозирование параметров верхних слоёв атмосферы
  • прогнозирование приземных погодных параметров
  • оценка неопределённости метеорологического прогноза
  • прогнозирование траекторий тропических циклонов

Ограничения

Для запуска по умолчанию требуется около 38 ГБ видеопамяти; снижение требований к памяти уменьшает пропускную способность. Из-за недетерминированности вычислений на GPU воспроизвести официальный прогноз в точности не получится; осадки модель выдаёт в единицах м³/м², тогда как открытые данные ECMWF используют мм.

Для каких профессий подходит3

Разделы каталога профессий, в задачах которых используется эта модель

Все профессии

Карточка модели

README от автора на Hugging Face, как он его опубликовал

Открыть на Hugging Face

AIFS ENS - v1.0

Here, we introduce the Artificial Intelligence Forecasting System (AIFS) ENS, an ensemble-based probablistic data driven forecast model developed by the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF).

AIFS produces highly skilled forecasts for upper-air variables, surface weather parameters and tropical cyclone tracks. AIFS ENS is run four times daily alongside ECMWF’s physics-based NWP model and forecasts are available to the public under ECMWF’s open data policy. Note that due to the non-determinism of GPUs, users will be unable to exactly reproduce an official AIFS ENS forecast when running AIFS ENS themselves.

For more details please refer to our documentation.

## Data Details

Data parameters

Note Regarding precipitation units, it's worth noting that AIFS model was trained on \(m^{3}/m^{2}\) and will therefore produce precip in that units. If one wants to retrieve precipitation from Open data, the units will be \(mm\).

Model Details

Description

For full details of the AIFS ENS, please see Lang et al. 2024.

AIFS is based on a graph neural network (GNN) encoder and decoder, and a sliding window transformer processor, and is trained on ECMWF’s ERA5 re-analysis and ECMWF’s operational numerical weather prediction (NWP) analyses.

It has a flexible and modular design and supports several levels of parallelism to enable training on high resolution input data. AIFS forecast skill is assessed by comparing its forecasts to NWP analyses and direct observational data.

AIFS ENS was trained to minimise the Continuous Ranked Probability Score (CRPS) calculated over a small ensemble.

### Resolution

ComponentHorizontal Resolution [kms]Vertical Resolution [levels]
AtmosphereAIFS ENS v1.0~ 3113

Sources

  • Repository: Anemoi is an open-source framework for creating machine learning (ML) weather forecasting systems, co-developed by ECMWF and a range of national meteorological services across Europe.
  • Paper: https://arxiv.org/abs/2412.15832

Get started

🚨 Note aifs-ens-1.0 requires 38GB of GPU memory by default, it is possible to reduce this by setting ANEMOI_INFERENCE_NUM_CHUNKS to a multiple of 2. For example setting it to 16 reduces the memory requirements to 24GB at the cost of throughput. Therefore issues may arise with lower end GPUs.

To generate a new forecast using AIFS ENS, you can use anemoi-inference. In the example notebook, a step-by-step workflow is specified to run AIFS ENS using the HuggingFace model:

  1. Install Required Packages and Imports
    • torch==2.5.0 anemoi-inference[huggingface]==0.6.0 anemoi-models==0.6.0 anemoi-graphs==0.6.0 anemoi-datasets==0.5.23
    • earthkit-regrid==0.4.0 'ecmwf-opendata>=0.3.19'
    • flash_attn
  2. Retrieve Initial Conditions from ECMWF Open Data
    • Select a date
    • Get the data from the ECMWF Open Data API
    • Get input fields
    • Add the single levels fields and pressure levels fields
    • Convert geopotential height into geopotential
    • Create the initial state
  3. Load the Model and Run the Forecast
    • Download the Model's Checkpoint from Hugging Face
    • Create a runner
    • Run the forecast using anemoi-inference
  4. Inspect the generated forecast
    • Plot a field

🚨 Note we train AIFS using flash_attention. The use of the 'Flash Attention' package also imposes certain requirements in terms of software and hardware, which can be found under Installation and Features on the GitHub repo.

🚨 Note the aifs_ens_v1.0.ckpt checkpoint just contains the model’s weights. It does not contain any information about the optimizer states, lr-scheduler states, etc.

Citation

If you use this model in your work, please cite it as follows:

BibTeX:

@misc{lang2024aifscrps,
      title={AIFS-CRPS: Ensemble forecasting using a model trained with a loss function based on the Continuous Ranked Probability Score}, 
      author={Simon Lang and Mihai Alexe and Mariana C. A. Clare and Christopher Roberts and Rilwan Adewoyin and Zied Ben Bouallègue and Matthew Chantry and Jesper Dramsch and Peter D. Dueben and Sara Hahner and Pedro Maciel and Ana Prieto-Nemesio and Cathal O'Brien and Florian Pinault and Jan Polster and Baudouin Raoult and Steffen Tietsche and Martin Leutbecher},
      year={2024},
      eprint={2412.15832},
      archivePrefix={arXiv},
      primaryClass={physics.ao-ph},
      url={https://arxiv.org/abs/2412.15832}, 
}

APA:

Lang, S., Alexe, M., Clare, M. C., Roberts, C., Adewoyin, R., Bouallègue, Z. B., ... & Leutbecher, M. (2024). AIFS-CRPS: Ensemble forecasting using a model trained with a loss function based on the Continuous Ranked Probability Score. arXiv preprint arXiv:2412.15832.

More Information

Find the paper here

Как запустить

На своей GPU в ailist. Цена — по текущим предложениям провайдеров

GPU в ailist

Универсальный рантайм · anemoi

Нельзя запустить

Графовые модели пока не поддерживаются.

Ревизия весов
2b404fc

0 моделей