UniPhy：统一黎曼-克里斯多弗几何与双正交动力学用于行星尺度连续天气建模
计算物理
2026-02-11 v1 大气与海洋物理
摘要
虽然数据驱动的天气模型在确定性准确性方面取得了显著进展，但它们本质上依赖于离散时间映射和封闭系统假设，无法捕捉大气中多尺度连续动力学和热力学开放性。为此，我们提出UniPhy，一种连续时间非厄米特神经随机偏微分方程(SPDE)求解器。从几何上讲，我们采用黎曼-克里斯多弗规范变换来平坦化行星异质性，实现全局一致的操作。在动力学方面，我们构建集成全局通量跟踪器的非厄米特双正交谱算子，以捕捉瞬态能量增长和开放系统交换。在计算方面，通过识别解析解的代数结合性，我们将自适应物理积分重新表述为并行前缀求和问题，实现对数线性序列并行度。UniPhy建立了一个在几何适应性、热力学一致性和计算效率方面实现统一的物理完整基础模型架构。我们的代码已在<https://github.com/yrqUni/UniPhy>上提供。
引用
@article{arxiv.2602.09030,
title = {UniPhy: Unifying Riemannian-Clifford Geometry and Biorthogonal Dynamics for Planetary-Scale Continuous Weather Modeling},
author = {Ruiqing Yan and Haoyu Deng and Yuhang Shao and Xingbo Du and Jingyuan Wang and Zhengyi Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.09030},
year = {2026}
}