MAGAL Constellation -- Using a Small Satellite Altimeter Constellation to Monitor Local and Regional Ocean and Inland Water Variations
MAGAL为未来携带雷达高度计的小型卫星星座奠定了基础,目的是提高对地方、区域和全球尺度海洋环流变化的认识。将开发所有必要的工具,包括一个新的小型,低功率高度计有效载荷和一个小型化的卫星平台,以空间4.0工业为基础,将被制造成插件,最大限度地减少生产,运营和发射成本。为了实施协作星座,更好地解决大型雷达高度计方案的差距,MAGAL将使用一个基于云服务的数据分析中心,根据已知和改进的算法存储和处理数据,包括叠加来自多个来源的层(例如气象学和开放源数据)。作为一个由六颗卫星组成的星座,MAGAL增加了海面地形测量的密度,当与其他飞行任务协同使用时,能够为沿海地区和中尺度特征的测高产品提供更多的数据。这导致科学和商业信息聚合到一个单一的平台,显示在各种图形界面,允许重叠的相关性。MAGAL与欧盟可持续发展议程的见解保持一致,在基础技术开发的同时增加价值,将海洋经济及其可持续增长结合在一起。
2022-11-09 physics.ao-ph
Wave Measurements using Open Source Ship Mounted Ultrasonic Altimeter and Motion Correction System during the One Ocean Expedition
本研究设计了开源低成本的舰载超声高度计海浪测量系统,搭配惯性测量单元校正船舶运动,在“同一海洋”科考中验证了其有效波高观测精度,并提出可结合X波段雷达优化多普勒校正效果。
2023-10-04 physics.ao-ph
WHALES: an optimized retracker for satellite radar altimeter waveforms in sea state applications
本研究介绍了欧洲航天局海况气候变化倡议数据库采用的WHALES卫星雷达高度计波形优化重跟踪器,分析其算法特性及对海况数据的影响,实验表明该方法可提升海岸带数据质量与数量,距岸5公里有效数据增30%。
2025-05-19 physics.ao-ph physics.data-an physics.geo-ph
STAR: Spatio-Temporal Altimeter Waveform Retracking using Sparse Representation and Conditional Random Fields
University of Bonn(波恩大学)
卫星雷达测高是测量海面高度变化的最有力的技术之一,其应用范围从实用海洋学到气候研究。在开放大洋上,高度计返回波形通常对应于布朗模型,并且通过反演,估计的形状参数提供平均表面高度和风速。然而,在沿海地区或内陆水域上,波形形状经常受到陆地影响而失真,导致峰值或快速衰减的后缘。因此,得出的海面高度不太准确,波形需要通过复杂的算法重新处理。为此,这项工作提出了一种新的时空测高重跟踪(STAR)技术。我们表明,STAR能够推导出海面高度在公海以及沿海地区的至少相同的质量相比,现有的重跟踪方法,但更大数量的周期,从而保留更多有用的数据。我们的方法的新元素是(a)通过有条件的随机场方法整合来自空间和时间相邻波形的信息,(b)子波形检测,其中相关子波形通过稀疏表示方法与损坏或不相关的部分分离,以及(c)使用Dijkstra算法从多个可能的高度识别最终的最佳海面高度集。我们适用于STAR的Jason-1,Jason-2和Envisat任务的研究地点在的里雅斯特湾,意大利和恒河-雅鲁藏布江-梅克纳河口,孟加拉国的沿海地区的数据。我们比较几个既定的和最近的重跟踪方法,以及验潮仪的数据。我们的实验表明,所获得的海面高度显着较小的影响时,通过其他方法获得的结果相比,离群值。
2017-09-22 cs.CV physics.ao-ph
Sensitivity, uncertainty analyses and algorithm selection for Sea Ice Thickness retrieval from Radar Altimeter
为了准确地预测气候变化,海冰质量平衡、海洋环流和海气相互作用都需要有长期的海冰厚度记录。已采用不同的方法来检索SIT,只有卫星测高,雷达或激光,已被证明可以提供足够厚度范围内的SIT分布的半球估计。为了简化从RA SIT检索的算法,恒定的冰密度一直应用到现在,这导致不同的结果派生SIT和SID,依赖于海冰密度和雪深的输入信息。本文的目的是选择算法SID和SIT从RA,使用统计,敏感性分析和独立的观测SID从系泊ULS,或在潜艇上。冰密度和雪深对检索的SIT的准确性的影响进行了研究,应用敏感性分析,传播的不确定性进行了总结。对北极地区雪深反演算法的精度进行了讨论,得出的结论是:第一年冰(FYI)雪深减半的假设将导致由RA得到的SIT和SID的低估,并且不适用于由RA使用静力平衡方程反演SIT。通过对系泊ULS和潜艇上SID的统计分析、敏感性分析以及与同位置观测的比较,提出了基于干舷的冰密度和RA反演SIT的算法,并选择了RA反演SIT的FD算法。欧空局(ERS1,2,ENVISAT,CryoSat2),未来欧空局(哨兵)和美国宇航局的卫星和机载任务,气候和数值预报计划将受益于本文的结果。
2013-09-10 physics.ao-ph physics.data-an
Filtering Internal Tides From Wide-Swath Altimeter Data Using Convolutional Neural Networks
CNRS(法国国家科学研究中心);IRD(法国发展研究院);Grenoble INP(格勒诺布尔国立理工学院);IGE(地球环境研究所);IMT Atlantique(大西洋国立高等矿业电信学校);Ifremer(法国海洋开发研究院)
即将进行的表层水海洋地形(SWOT)卫星测高术飞行任务预计将产生海平面高度(SSH)的二维高分辨率测量结果,从而能够更好地描述中尺度和亚中尺度涡流场的特征。然而,为了实现这一任务的承诺,过滤SSH测量的分潮分量是必要的。这一具有挑战性的问题是至关重要的,因为物理海洋学家使用SWOT数据进行的后验研究将在很大程度上取决于所选择的过滤方案。在本文中,我们将这个问题转化为监督学习框架,并提出使用卷积神经网络(ConvNets)来估计没有内潮信号的字段。基于先进的北大西洋海洋环流模拟(eNATL60)的数值实验表明,我们的ConvNet大大减少了SSH数据中内波的印记,即使是在神经网络看不到的区域。我们还研究了考虑其他海面变量,如海面温度(SST)的额外数据的相关性。
2020-05-03 cs.LG eess.IV eess.SP
A wave prediction system for real time sea state forecasting in Black Sea
本文简要介绍了黑海现有的风浪预报业务系统。它是一个大气和波浪耦合数值模式系统,目的是在业务水平上进行详细和准确的海况预报。该系统是在保加利亚科学院国家气象和水文研究所(NIMH-BAS)与法国气象局合作创建的。目前的工作介绍了使用波模型在NIMH-BAS和显示的模型结果,以及相互比较。法国气象局、NCEP和WAMDI研究小组开发的数值波浪模型VAG、WAVEWATCH III和WAM已被用于黑海地区,并在NIMH-BAS实施,以便对黑海的波浪进行实时预报和后报。利用两个大气模式ARPEGE和ALADIN的耦合来强迫波模式。实际应用表明,该系统适用于一般用途,效果基本满意。通过与高度计卫星测量值的比较,波模型进行了评估。模式结果与ERS 1/2和ENVISAT卫星高度计资料的比较表明,模式较好地再现了观测到的波浪特征。
2012-12-10 physics.ao-ph
Wind-induced Cross-Strait Sea Level Variability in the Strait of Gibraltar using Coastal Altimetry and In-Situ Measurements
本文利用ALES重跟踪器处理欧空局ERS-2 RA和Envisat RA-2卫星在直布罗陀海峡东侧的测高波形,以研究风致跨海峡海平面变化。
2023-07-10 physics.ao-ph
Sea level Projections with Machine Learning using Altimetry and Climate Model ensembles
University of Colorado(科罗拉多大学);National Center for Atmospheric Research(美国国家大气研究中心)
研究提出一种结合卫星测高观测与气候模式模拟的机器学习框架,通过训练全连接神经网络融合历史后报数据,并利用空间聚类策略提升模型性能,成功生成了未来30年2度分辨率的海平面上升预测。
2023-08-02 cs.LG physics.ao-ph
Efficient optimization of a regional water elevation model with an automatically generated adjoint
针对海洋模型参数校准耗力问题,研究利用领域特定语言框架自动生成波罗的海非结构浅水模型的伴随模型,结合拟牛顿法与Hessian正则化优化底摩擦参数,显著提升模型性能,且过程高效鲁棒。
2023-10-06 physics.ao-ph
AI based Out-Of-Distribution Analysis of Sea Surface Height Data
本研究利用概率自编码器算法Ulmo对780万个海面高度网格切片做分布外分析,通过对数似然值最低0.1百分位定义异常,成功识别罕见现象并区分出西边界流等海洋高动态区域。
2023-06-12 physics.ao-ph
A two-way coupled high resolution wave hindcast for the South China Sea
本研究基于SCHISM-WWMIII双向耦合模型,对南海1970-2022年波浪进行高分辨率后报,经多源数据验证表明其在近岸波浪与水位预测上优于以往数据集。
2024-09-04 physics.ao-ph physics.geo-ph
Rogue events in spatio-temporal numerical simulations of unidirectional waves in basins of different depth
本文通过求解欧拉方程,数值计算了单向非线性海面表面波的演化。波动动力学对应于准平衡态,其特征在于JONSWAP谱。收集和处理时空数据,提供关于异常高波(异常波)的波高概率和典型外观的信息。在从深到相对浅的不同水深情况下($k_p h > 0.8$,其中$k_p$是峰值波数,$h$是局部深度)考虑波浪。前和后流氓波斜率之间的不对称性被确定;它变得明显,在所有考虑的深度足够高的波在粗糙的海况。根据水深的不同,异常事件的寿命可能达到30-60个波周期。观测到的最大波高约为3个有效波高。从波罗的海随机选择的几个现场时间序列与数值模拟的总体情况一致。
2016-02-01 physics.ao-ph
Training neural mapping schemes for satellite altimetry with simulation data
Université Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);CNRS(法国国家科学研究中心);IRD(法国发展研究院);Datlas(Datlas公司);IMT Atlantique(大西洋国立高等矿业电信学校);INRIA(法国国家信息与自动化研究所)
本文利用NEMO海洋模拟和4DVarNet训练海面高度神经映射方案,揭示更真实的富涡旋无潮汐模拟可显著提升真实卫星测高数据的插值性能。
2023-09-19 cs.LG physics.ao-ph
Assessing submesoscale sea surface height signals from the SWOT mission
本研究分析了SWOT任务测量的海面高度场,发现亚中尺度波谱特征,提出分离平衡信号的方法,并揭示南极绕极流中气旋地转相对涡度超过局地行星涡度,挑战了准地转框架。
2025-10-10 physics.ao-ph
The Impact of a Reduced High-wind Charnock Parameter on Wave Growth With Application to the North Sea, the Norwegian Sea and the Arctic Ocean
随着大气模式向更高的分辨率和更小的尺度发展,最大模拟风速也趋于增加。调整到粗糙风场的波浪模型往往会高估强风下的波浪增长。最近开发的半经验参数化的Charnock参数,它控制的粗糙度长度超过表面波,大大减少了空气动力阻力波在大风(高于30米/秒的阈值)。在这里,我们将该公式应用于最新版本的波浪模型WAM(周期4.7),该模型使用Ardhuin等人(2010)的物理参数化的修改版本以及子网格障碍物,以在复杂地形周围获得更好的性能。新的Charnock配方测试风强迫NORA 3,最近完成的全球再分析ERA 5北海,挪威海和巴伦支海的非流体静力大气降尺度。这种高分辨率的大气模式集成往往有更强的(和更现实的)上百分位数的风比通常在粗糙的大气模式。两年(2011-2012年)对照运行与修改后的Charnock参数运行的比较显示,在大风情况下,波高偏差显著降低。与早期的WAM物理相比,新物理增加的计算成本和Charnock参数的减少是适度的(14%)。一个较长的(1998年至2020年)后报集成与新的Charnock参数被发现比较以及对现场和高度计波测量的中间和高海况。
2022-03-14 physics.ao-ph
Surface Ocean Enstrophy, Kinetic Energy Fluxes and Spectra from Satellite Altimetry
利用测高资料,对中纬各海区的涡度拟能、动能通量和谱进行了估算。首先,利用AVISO提供的海面高度距平资料得到的地转流,我们证实了在大于约250 km的尺度上,存在着较强的地面KE逆通量。然后,我们计算涡度拟能通量,以帮助在较小的尺度上更清楚地了解底层动力学,即,250公里到100公里。在这里,我们观察到一个强大的涡度拟能级联制度,其中涡度拟能显示出一个大的前向通量和KE谱遵循近似$k^{-3.5}$幂律。考虑到气流的旋转特征,这种大尺度逆KE和小尺度正向涡度拟能传输的方案不仅与三维快速旋转强层结湍流的理想化研究结果相一致,而且与中纬度对流层高层的详细谱和通量分析结果相一致。分解成组件的电流与大于和小于100天的变化(分别称为季节性和涡),我们发现,除了涡涡的贡献,季节性涡和季节性季节通量的KE(拟能)的逆(正)通量中发挥了重要作用,在尺度大于(小于)约250公里。综合考虑,我们怀疑,高度计很有可能在250公里到100公里之间捕捉到对流层上部纳斯特罗姆-盖奇谱的表面海洋对应物中相对陡峭的部分。
2017-01-27 physics.ao-ph
Impact of Atmospheric and Model Physics Perturbations On a High-Resolution Ensemble Data Assimilation System of the Red Sea
资料同化研究试验台(DART)的环绕调整卡尔曼滤波器(EAKF)用于将卫星海表温度、高度计海表高度和现场海洋温度和盐度廓线的观测同化到红海的4公里涡分辨麻省理工学院大气环流模式(MITgcm)中。我们研究了三种不同的集合生成策略的影响:(1)Iexp,使用海洋状态集合在2011年1月1日初始化模式,并将滤波误差协方差膨胀10%,(2)IAexp,将大气强迫集合添加到Iexp,(3)IAPexp,将扰动模式物理添加到IAexp。同化试验为期一年,从相同的初始集合开始,每三天同化一次数据。结果表明,Iexp主要提高了模型输出同化自由MITgcm运行在头几个月,在海洋估计,特别是在数据稀疏的地下层的动态不平衡的迹象之前。在整个同化期间,IAexp产生了实质性的改善,几乎没有不平衡的迹象,包括次表层。它进一步很好地保留了模式的中尺度特征,从而改善了对涡旋的预报,无论是在强度还是位置方面。IAPexp中的扰动模型物理学略微改善了预测统计数据,也改善了流域尺度涡旋的位置。增加水文覆盖进一步改善IAPexp的结果相比,IAexp在次表层。关闭IAexp和IAPexp中的乘法膨胀导致进一步的改善,特别是在地下层中。
2020-02-05 physics.ao-ph
Seasonality and spatial dependence of meso- and submesoscale ocean currents from along-track satellite altimetry
利用Jason-2卫星测高数据,估算了沿航迹海面高度波数谱密度随空间位置和月份的变化,以了解全球海洋中尺度和次中尺度平衡动力学的季节性特征。显着的模式-1和模式-2斜压潮汐区域被拒绝,限制分析的热带外。当平衡运动占主导地位时,SSH谱密度在每个日历月的区域中的所有通道段上取平均值,并拟合到由低波数处的平坦平台、波数$k_0$处向红幂律谱$k^{-s}$的过渡和模拟高度计噪声的高波数处的白谱组成的4参数模型。将模式参数的月时间序列与混合层的演变进行比较。谱斜率$s$的年模在混合层加深后达到最小值,带通动能在$[2k_0,4 k_0]$和$[k_0,2 k_0]$范围内的年模分别在混合层深度年模极大值后的$\sim$ 2和$\sim$ 4个月达到峰值。这种分析是一致的,由一个冬季混合层不稳定,然后由逆级联到中尺度的亚中尺度,在协议与以前的建模研究和现场测量。这些结果进行了比较,以前的建模,在现场,和卫星调查的特定区域,并与他们的测量不确定性范围内大致一致。
2022-01-22 physics.ao-ph
Diving Deep: Forecasting Sea Surface Temperatures and Anomalies
University of Canterbury(坎特伯雷大学);University of Auckland(奥克兰大学);Cyprus University of Technology(塞浦路斯理工大学);Paderborn University(帕德博恩大学)
本文综述2024年ECML PKDD海表温度及异常预测挑战赛成果,介绍了基于ERA5数据集、采用多种机器学习方法完成的3个月全球及波罗的海9个月SSTAs预测任务,总结方法、结果与经验,为气候预测建模提供参考。
2025-01-10 cs.LG physics.ao-ph stat.AP
A comparison of wave observations in the Arctic marginal ice zone with spectral models
随着北极地区经济活动和研究兴趣的增加,对边缘冰区(MIZ)进行更好的海浪预报的需求也越来越大。海冰中波传播的数学和数值模型将受益于更多的现场数据进行验证。本研究提出了船载波测量从MIZ高度计读数校正船舶运动,以获得估计的单点海洋表面高程。从组合测量中,我们获得了有效的波高和零交叉周期,以及一维波谱。此外,我们提供的频谱和综合参数从惯性运动单位(IMU)放在浮冰内的MIZ。结果进行了比较,从WAM-4谱波模型在一段时间内的开放的海洋中的综合参数。我们还比较了我们的测量内外的MIZ与后报数据从新的泛北极WAM-3模型和波浪观察III模型的欧洲北极,这两个模型波衰减在海冰。与WAM-4和WW 3在零交叉期和MIZ外的显著波高方面有较好的一致性,偏差小于23%。另一方面,WAM-3比观测值高出60%。WW 3和WAM-3能够估计MIZ内显著波高和零上升期的趋势,尽管观测结果的差异大于公海。海冰对波浪的阻尼作用是通过考察空间衰减系数来研究的。预测的衰减系数被发现是72-83%,小WW 3和3-64%,大WAM-3相比,观察。因此,进一步的模型调整是必要的,以更好地估计波参数的冰。
2020-12-04 physics.ao-ph
Multimodal fusion for sea level anomaly forecasting
高度计和散射计积累的遥感数据为海洋状态预报和提高对海洋/大气交换的认识提供了新的机遇。很少有以前的研究集中在海平面异常(SLA)多步预测的多元深度学习不同的模态。本文将一种新的多模态融合方法MMFnet用于南海SLA的多步预报。首先,利用1993 - 2016年逐日多幅遥感数据,采用改进的卷积长短期记忆(ConvLSTM)网络训练网格预测网络。然后,在实时,现场和遥感数据上,使用改进的LSTM网络训练现场预测网络,该网络通过集成经验模式分解(EEMD-LSTM)进行分解。最后,两个单模态网络融合的海洋资料同化方案。在2017年至2019年的测试期间,MMFnet(单模态ConvLSTM)的平均RMSE为4.03 cm(4.51 cm),第15天异常相关系数为0.78(0.67),MMFnet的性能远高于当前最先进的动力(HYCOM)和统计(ConvLSTM,持久性和每日气候学)预报系统。敏感性试验分析表明,MMFnet加入CCMP SCAT产品和OISST进行SLA预报,提高了一周的预报范围,可以有效地产生15天的SLA预报,并具有合理的精度,在北太平洋的扩展验证中,MMFnet可以在几分钟内计算出预报结果,MMFnet与其他经典的业务模型产品在SLA变化幅度和分布上有很好的一致性。
2020-06-15 physics.ao-ph physics.data-an
A comparison of two operational wave assimilation methods
比较了北海的两个业务波浪预报/同化模式,重点是同化方案。一个模型是WAM模型,结合最优插值方法(OIP)。另一个模型,DASWAM,由第三代波模型PHIDIAS与伴随方法的近似实现相结合。在1993年2月19日至3月30日期间的试验中,模式由相同的风场(HIRLAM分析风)驱动,并同化相同的观测数据集。这组光谱包括:a)来自三个俯仰和滚动浮标的光谱; b)来自ERS-1卫星的合成孔径雷达光谱。进行三次分析/预报运行:一次没有同化,一次只同化浮标测量,一次同化所有数据。为了验证,使用了四个浮标的观测数据、ERS-1和Topex-Poseidon的高度计数据以及ERS-1的散射计数据。对“Wadden风暴”(2月20-22日)的详细分析表明,两种同化方案的性质非常不同:WAM/OIP方案的波场和风场修正都在观测值附近,而DASWAM方案的调整更具有全球性质。一些个别浮标和合成孔径雷达观测的影响是可视化的。两个方案的性能比较有点模糊的两个第一猜测运行的非常不同的行为。对整个39天期间的统计分析得出以下结果。在与浮标观测的比较中,表明波浪资料同化的积极影响在预报中保持到大约12小时,
1997-03-21 physics.ao-ph
Deep Learning Denoising of Real SWOT Sea Surface Height Observations
Collecte Localisation Satellites (CLS)(卫星定位收集中心);Centre National d’Études Spatiales (CNES)(法国国家空间研究中心)
针对SWOT海面高度观测中的仪器噪声,本研究改进基于U-Net的CNN去噪算法,优化训练流程以减少偏差和伪影,并提出标准化评估基准以验证算法稳健性。
2026-10-06 cs.LG eess.IV physics.ao-ph
Wave measurements from ship mounted sensors in the Arctic marginal ice zone
对北极的研究兴趣和经济活动增加,需要对海冰动态进行新的观测。遥感以及海冰中波传播的数学和数值模型将受益于更多的现场数据以供验证。本研究提出了波浪测量的边缘冰区(MIZ)获得的船上安装的传感器。该系统将船首的高度计读数与船舶运动校正数据相结合,以提供估计的单点海洋表面高程。有效波高和平均波周期,以及一维波谱来自组合测量。的结果进行比较,从一个频谱波模型在一段时间内的8天在公海的综合参数,并与频谱和综合参数来自放置在浮冰内的MIZ的运动探测仪器。综合参数的平均绝对误差范围为15.0-18.9%,与有效的运动检测仪器相比,平均绝对误差范围为1.0-9.6%。通过观察在离散频率值处发现的频谱波幅的变化来估计空间波阻尼系数,因为在发现波场在时间上近似恒定的时间间隔内,船舶沿着MIZ的纵向方向移动。正如理论所预期的那样,高频波被海冰的存在有效地阻尼。所观察到的波衰减率与两层耗散模型相比较。我们的方法可以被认为是一种简单可靠的方法来收集更多的冰中波浪数据,因为它可以很容易地添加到任何参与冰探险的船只上,只需很少的额外费用。
2020-12-04 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Scale-aware neural calibration for wide swath altimetry observations
IDRIS(法国国家科学研究中心信息与数据研究所);Ifremer(法国海洋开发研究院);CNES(法国国家空间研究中心);CLS(法国克莱蒙空间研究公司)
海面高度是监测和研究中尺度海洋动力学的重要地球物理参数。几十年来,SSH产品在区域和全球范围内的测绘一直依赖于最低点卫星高度计,它提供SSH的一维-仅沿轨道卫星观测。地表水和海洋地形(SWOT)任务部署了一个新的传感器,首次获得了SSH的宽测绘带二维观测。这为在以前无法解决的空间尺度上观察海洋提供了新的手段。利用SWOT数据的一个关键挑战是将SSH与观测中存在的其他信号分离。在本文中,我们提出了一种新的基于学习的方法,这个SWOT校准问题。它受益于校准的最低点测高产品和适应SWOT测绘带几何形状和不同过程结构的尺度空间分解。在一个有监督的环境中,我们的方法达到了~1.4cm的最先进的剩余误差,同时提出了从10 km到1000 k的整个光谱的校正
2023-02-14 cs.LG physics.ao-ph physics.ins-det
Neural ocean forecasting from sparse satellite-derived observations: a case-study for SSH dynamics and altimetry data
IMT Atlantique(大西洋国立高等矿业电信学院);CNRS(法国国家科学研究中心);INRIA(法国国家信息与自动化研究所);Ifremer(法国海洋开发研究院);OceanDataLab;Mercator Ocean International(国际墨卡托海洋组织);IRD(法国国家可持续发展研究所);Univ. Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学)
本文提出基于稀疏卫星观测的端到端神经预报框架,用于预测海面异常和流,展示其在数据稀疏条件下的有效性。
2025-12-15 cs.AI cs.LG physics.ao-ph
Anomalous NO2 emitting ship detection with TROPOMI satellite data and machine learning
Leiden University(莱顿大学);Human Environment and Transport Inspectorate (ILT)(人居与运输监察局);TNO(荷兰应用科学研究组织)
本研究提出一种基于TROPOMI卫星数据和机器学习回归模型的自动化方法,通过预测并比较船舶NO2实际与预期排放量来筛选潜在不合规船舶,为优先检查提供依据。
2023-04-07 cs.LG physics.ao-ph