1. Deep learning for Lagrangian drift simulation at the sea surface
- Author
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Botvynko, Daria, Granero-Belinchon, Carlos, Van Gennip, Simon, Benzinou, Abdesslam, Fablet, Ronan, Equipe Observations Signal & Environnement (Lab-STICC_OSE), Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Département Mathematical and Electrical Engineering (IMT Atlantique - MEE), IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Mercator Océan, Société Civile CNRS Ifremer IRD Météo-France SHOM, Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), and École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)
- Subjects
Ocean ,[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere ,Signal Processing (eess.SP) ,FOS: Computer and information sciences ,Computer Science - Machine Learning ,Computer Science - Artificial Intelligence ,Inversion ,FOS: Physical sciences ,[INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI] ,Machine Learning (cs.LG) ,Physics - Atmospheric and Oceanic Physics ,Deep Learning ,Artificial Intelligence (cs.AI) ,[INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing ,Atmospheric and Oceanic Physics (physics.ao-ph) ,FOS: Electrical engineering, electronic engineering, information engineering ,Trajectory Generation ,Electrical Engineering and Systems Science - Signal Processing ,Lagrangian - Abstract
International audience; We address Lagrangian drift simulation in geophysical dynamics and explore deep learning approaches to overcome known limitations of state-of-the-art model-based and Markovian approaches in terms of computational complexity and error propagation. We introduce a novel architecture, referred to as DriftNet, inspired from the Eulerian Fokker-Planck representation of Lagrangian dynamics. Numerical experiments for Lagrangian drift simulation at the sea surface demonstrates the relevance of DriftNet w.r.t. state-of-the-art schemes. Benefiting from the fully-convolutional nature of Drift-Net, we explore through a neural inversion how to diagnose modelderived velocities w.r.t. real drifter trajectories.
- Published
- 2022