大气科学
大氣科學
대기과학
CHINESE JOURNAL OF ATMOSPHERIC SCIENCES
2012年
3期
458-470
,共13页
非线性局部%Lyapunov指数%初始误差%随机误差%可预报性
非線性跼部%Lyapunov指數%初始誤差%隨機誤差%可預報性
비선성국부%Lyapunov지수%초시오차%수궤오차%가예보성
根据非线性局部Lyapunov指数的方法,以Logistic映射和Lorenz系统的试验数据序列为例,研究了在初始误差存在的情况下,随机误差对混沌系统可预报性的影响.结果表明:初始误差和随机误差对可预报期限影响所起的作用大小主要取决于两者的相对大小.当初始误差远大于随机误差时,系统的可预报期限主要由初始误差决定,可以不考虑随机误差对预报模式可预报性的影响;反之,当随机误差远大于初始误差时,系统的可预报期限主要由随机误差决定;当初始误差和随机误差量级相当时,两者都对系统的可预报期限起重要作用.在后两种情况下,在考虑初始误差对可预报性影响的同时还必须考虑随机误差的作用.此外,我们在已知系统精确的控制方程和误差演化方程的条件下,研究了随机误差对可预报性的影响,理论所得结果与试验数据所得结果相似.这表明在随机误差较小的情况下,对系统可预报期限的估计相对准确,但在随机误差较大的情况下,可预报期限的估计误差也较大.本文利用三种不同的滤波方法对序列进行了试验,结果表明,Lanczos高通滤波得到的高频序列与原始加入的噪声序列无论是在强度上还是在演变趋势上都表现得相当一致,其能有效地去除高频噪音继而提高对系统的可预报期限的估计,这对实际气象观测资料如何有效地去除噪音具有一定的启发意义.
根據非線性跼部Lyapunov指數的方法,以Logistic映射和Lorenz繫統的試驗數據序列為例,研究瞭在初始誤差存在的情況下,隨機誤差對混沌繫統可預報性的影響.結果錶明:初始誤差和隨機誤差對可預報期限影響所起的作用大小主要取決于兩者的相對大小.噹初始誤差遠大于隨機誤差時,繫統的可預報期限主要由初始誤差決定,可以不攷慮隨機誤差對預報模式可預報性的影響;反之,噹隨機誤差遠大于初始誤差時,繫統的可預報期限主要由隨機誤差決定;噹初始誤差和隨機誤差量級相噹時,兩者都對繫統的可預報期限起重要作用.在後兩種情況下,在攷慮初始誤差對可預報性影響的同時還必鬚攷慮隨機誤差的作用.此外,我們在已知繫統精確的控製方程和誤差縯化方程的條件下,研究瞭隨機誤差對可預報性的影響,理論所得結果與試驗數據所得結果相似.這錶明在隨機誤差較小的情況下,對繫統可預報期限的估計相對準確,但在隨機誤差較大的情況下,可預報期限的估計誤差也較大.本文利用三種不同的濾波方法對序列進行瞭試驗,結果錶明,Lanczos高通濾波得到的高頻序列與原始加入的譟聲序列無論是在彊度上還是在縯變趨勢上都錶現得相噹一緻,其能有效地去除高頻譟音繼而提高對繫統的可預報期限的估計,這對實際氣象觀測資料如何有效地去除譟音具有一定的啟髮意義.
근거비선성국부Lyapunov지수적방법,이Logistic영사화Lorenz계통적시험수거서렬위례,연구료재초시오차존재적정황하,수궤오차대혼돈계통가예보성적영향.결과표명:초시오차화수궤오차대가예보기한영향소기적작용대소주요취결우량자적상대대소.당초시오차원대우수궤오차시,계통적가예보기한주요유초시오차결정,가이불고필수궤오차대예보모식가예보성적영향;반지,당수궤오차원대우초시오차시,계통적가예보기한주요유수궤오차결정;당초시오차화수궤오차량급상당시,량자도대계통적가예보기한기중요작용.재후량충정황하,재고필초시오차대가예보성영향적동시환필수고필수궤오차적작용.차외,아문재이지계통정학적공제방정화오차연화방정적조건하,연구료수궤오차대가예보성적영향,이론소득결과여시험수거소득결과상사.저표명재수궤오차교소적정황하,대계통가예보기한적고계상대준학,단재수궤오차교대적정황하,가예보기한적고계오차야교대.본문이용삼충불동적려파방법대서렬진행료시험,결과표명,Lanczos고통려파득도적고빈서렬여원시가입적조성서렬무론시재강도상환시재연변추세상도표현득상당일치,기능유효지거제고빈조음계이제고대계통적가예보기한적고계,저대실제기상관측자료여하유효지거제조음구유일정적계발의의.