用非線性最優化方法研究El Ni(n)o可預報性的進展與前瞻

用非線性最優化方法研究El Ni(n)o可預報性的進展與前瞻

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

作 者： 段晚鎖 穆穆 DUAN Wan-Suo MU Mu   作者單位： 中國科學院大氣物理研究所大氣科學和地球流體力學數值模擬國家重點實驗室,北京,100029  刊 名： 大氣科學  ISTIC PKU 英文刊名： CHINESE JOURNAL OF ATMOSPHERIC SCIENCES  年，卷(期)： 2006 30(5)  分類號： P732  關鍵詞： 非線性   El Ni(n)o   可預報性   非線性優化  

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