ClimDetect: 気候変動の検出と帰属のためのベンチマークデータセット

ClimDetect: A Benchmark Dataset for Climate Change Detection and Attribution

August 28, 2024

著者: Sungduk Yu, Brian L. White, Anahita Bhiwandiwalla, Musashi Hinck, Matthew Lyle Olson, Tung Nguyen, Vasudev Lal

cs.AI

要旨

気候変動による気温上昇の検出と帰属は、地球温暖化を理解し、適応戦略を導く上で重要です。人為的な気候信号と自然変動を区別する複雑さは、従来の検出と帰属（D&A）手法に挑戦を与えてきました。これらの手法は、気候応答変数に特定の「指紋」を識別しようとします。ディープラーニングは、広範囲の空間データセット内のこれらの複雑なパターンを識別する可能性を提供します。ただし、標準プロトコルの欠如が、研究間での一貫した比較を妨げてきました。私たちは、モデルの精度向上を図るために設計された、816k以上の日次気候スナップショットからなる標準化されたデータセットであるClimDetectを紹介します。ClimDetectは、過去の研究で使用されたさまざまな入力変数と目標変数を統合し、比較可能性と一貫性を確保しています。また、この文脈での新しい手法であるビジョン・トランスフォーマー（ViT）を気候データに適用することも検討しています。私たちのオープンアクセスのデータとコードは、モデル評価の改善を通じて気候科学の進歩を促進するための基準として機能します。ClimDetectは、Huggingfaceデータセットリポジトリを介して一般にアクセス可能であり、以下から入手できます：https://huggingface.co/datasets/ClimDetect/ClimDetect。

English

Detecting and attributing temperature increases due to climate change is crucial for understanding global warming and guiding adaptation strategies. The complexity of distinguishing human-induced climate signals from natural variability has challenged traditional detection and attribution (D&A) approaches, which seek to identify specific "fingerprints" in climate response variables. Deep learning offers potential for discerning these complex patterns in expansive spatial datasets. However, lack of standard protocols has hindered consistent comparisons across studies. We introduce ClimDetect, a standardized dataset of over 816k daily climate snapshots, designed to enhance model accuracy in identifying climate change signals. ClimDetect integrates various input and target variables used in past research, ensuring comparability and consistency. We also explore the application of vision transformers (ViT) to climate data, a novel and modernizing approach in this context. Our open-access data and code serve as a benchmark for advancing climate science through improved model evaluations. ClimDetect is publicly accessible via Huggingface dataet respository at: https://huggingface.co/datasets/ClimDetect/ClimDetect.