用非線性最優(yōu)化方法研究El Ni(n)o可預(yù)報(bào)性的進(jìn)展與前瞻

用非線性最優(yōu)化方法研究El Ni(n)o可預(yù)報(bào)性的進(jìn)展與前瞻

綜述用非線性優(yōu)化方法研究厄爾尼諾(El Ni(n)o)-南方濤動(dòng)(ENSO)事件可預(yù)報(bào)性的進(jìn)展.針對(duì)ENSO可預(yù)報(bào)性研究中的熱點(diǎn)問題--"前期征兆"、"春季可預(yù)報(bào)性障礙",以及如何量化研究ENSO可預(yù)報(bào)性和ENSO的不對(duì)稱性問題,作者在近年來的工作中先后用理論模式和中等復(fù)雜程度ENSO模式研究了ENSO可預(yù)報(bào)性的動(dòng)力學(xué),揭示了ENSO的若干重要非線性特征.主要結(jié)果如下:(1)條件非線性最優(yōu)擾動(dòng)(CNOP)(局部CNOP)比線性奇異向量更易發(fā)展成ENSO事件,扮演了ENSO的最優(yōu)前期征兆.這些ENSO事件關(guān)于氣候平均態(tài)是不對(duì)稱的.理論分析表明,非線性溫度平流過程是造成這種不對(duì)稱性的重要原因.1980～2002年的海洋再分析資料驗(yàn)證了上述理論結(jié)果.(2)ENSO事件CNOP型初始誤差的發(fā)展有明顯的季節(jié)依賴性,該誤差導(dǎo)致了ENSO事件最顯著的春季可預(yù)報(bào)性障礙(SPB)現(xiàn)象.ENSO事件SPB的發(fā)生不僅依賴于氣候平均態(tài),而且依賴于ENSO事件本身及其初始誤差模態(tài),是三者綜合作用的結(jié)果.(3)建立了關(guān)于ENSO可預(yù)報(bào)性的最大可預(yù)報(bào)時(shí)間下界、最大預(yù)報(bào)誤差上界和最大允許初始誤差下界的三類可預(yù)報(bào)性問題,分別從三個(gè)方面揭示了ENSO事件的春季可預(yù)報(bào)性障礙現(xiàn)象,比較有效地量化了其可預(yù)報(bào)性.(4)通過CNOP方法,揭示了非線性溫度平流在年代際尺度ENSO不對(duì)稱性研究中的重要作用,解釋了ENSO不對(duì)稱性的年代際變化,基于所用ENSO模式給出了ENSO不對(duì)稱性年代際變化的機(jī)制.最后,展望了非線性優(yōu)化方法在ENSO可預(yù)報(bào)性中應(yīng)用的前景,并期望該方法能拓展到ENSO第二類可預(yù)報(bào)性問題的研究中.

作 者： 段晚鎖 穆穆 DUAN Wan-Suo MU Mu   作者單位： 中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京,100029  刊 名： 大氣科學(xué)  ISTIC PKU 英文刊名： CHINESE JOURNAL OF ATMOSPHERIC SCIENCES  年，卷(期)： 2006 30(5)  分類號(hào)： P732  關(guān)鍵詞： 非線性   El Ni(n)o   可預(yù)報(bào)性   非線性優(yōu)化  

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天文術(shù)語 N-O05-04