潜在孪生：一种用于 FORUM 全天空观测中场景识别与快速辐射传输反演的框架
大气与海洋物理
2026-01-01 v1
摘要
FORUM（远红外外出辐射理解与监测）任务将首次提供地球外出辐射的系统性远红外光谱测量，从而能够更好地理解大气过程和辐射收支。从这些观测中反演大气状态构成了一个高维、不适定的逆问题，尤其是在存在多次散射效应的多云天空条件下。在这项工作中，我们基于潜在孪生概念，为 FORUM 全天空反演开发了一个数据驱动、物理感知的反演框架：该框架由大气状态和光谱的耦合自编码器以及双向潜在空间映射组成。一个轻量级的模型一致性校正确保了物理上合理的云变量重建。由此产生的框架展示了反演大气、云和地表变量的潜力，其提供的信息可作为计算成本高昂的全物理反演方法的先验、初始猜测或替代模型。它还能实现鲁棒的场景分类和近瞬时推理，使其适用于近实时的业务应用。我们在合成的类 FORUM 数据上展示了其性能，并讨论了对未来数据同化和气候研究的影响。
引用
@article{arxiv.2512.24865,
title = {Latent Twins: A Framework for Scene Recognition and Fast Radiative Transfer Inversion in FORUM All-Sky Observations},
author = {Cristina Sgattoni and Luca Sgheri and Matthias Chung and Michele Martinazzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.24865},
year = {2026}
}