集合预报初始扰动产生的一个新方法: 条件非线性最优扰动

在不考虑模式误差的情况下, 用正压准地转模式探讨了条件非线性最优扰动(奇异向量在非线性框架下的推广)在集合预报中的可能应用. 奇异向量和条件非线性最优扰动被用来产生集合预报试验的初始扰动. 对14 d的预报结果作了比较, 发现用条件非线性最优扰动代替第一奇异向量的集合预报技巧在中期预报范围(6~14 d)明显高于奇异向量法. 该结论是在分析误差为快速增长扰动的条件下得到 的, 即分析误差的非线性发展在预报后期快于奇异向量的非线性发展, 不依赖于分析误差的大小. 通过相似指数和经验正交函数分析, 解释了为什么用新方法产生的集合预报技巧优于奇异向量法.     

ENSO可预报性研究的一个新方法:条件非线性最优扰动

首先给出了条件非线性最优扰动的概念; 其次, 采用简单的ENSO海-气耦合模式, 通过比较条件非线性最优扰动和线性奇异向量的异同, 揭示出在气候可预报性研究中考察误差增长应该使用非线性模式; 然后, 使用条件非线性最优扰动, 初步研究了该ENSO模式的“春季预报障碍”问题.     

条件非线性最优扰动及其在天气和气候可预报性研究中的应用

条件非线性最优扰动(CNOP)是非线性动力系统中满足一定物理约束条件, 且在预报时刻有最大非线性发展的一类初始扰动. 它不仅可以代表某一天气或气候事件的“最优前期征兆”, 而且可以用来研究预报时刻对预报结果有最大影响的初始误差. 在流体运动的(不)稳定性(或敏感性)问题研究中, 它还可以代表最不稳定(或最敏感)的初始模态. CNOP还可以被用来估计某一天气或气候事件预报误差的上界. CNOP的上述物理特征在厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的可预报性研究和海洋热盐环流(THC)的敏感性分析中得到了实现: 在一个海气耦合ENSO模式中, CNOP代表了最容易发展成ENSO事件的初始模态(即最优前期征兆); 在ENSO事件的预报误差研究中, CNOP代表了在预报时刻对ENSO预报有最大影响的初始误差. 当CNOP作为观测ENSO事件的初始扰动时, 它给出了ENSO事件预报误差的上界估计; 当CNOP作为THC的最不稳定(或最敏感)的初始模态时, 它揭示了THC对有限振幅扰动的非线性不对称响应. 最后, 讨论了CNOP方法在较复杂模式中的应用, 结果表明CNOP方法对于较高维数的模式也是适用的, 对应的优化算法也是有效的.     

集合预报最优初值形成的四维变分同化方法

提出一种利用四维变分同化方法吸纳ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法具有明确统计意义的特点和滞后平均预报法包含多时刻初值信息的长处,来形成一组与动力模式相协调的集合预报初值的方法,以克服初值由ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法或滞后平均预报法形成的不足,改善集合预报效果,在已建立的Ｔ４２谱模式四维分同化系统基础上,对６组个例分别进行了控制,对比数值试验,结果表明,由四维变分同化方法形成集合预报初值的预报效果旬尺度上要好于滞     

增广控制向量的扰动补偿和延时补偿方法

设具有外扰w(k)的控制延时系统给定,     

一种新的时间序列预报方法

单站时间序列的研究,历来受到气象台站的重视。五十年代,杨鉴初提出了历史曲线法,为我国气象台站应用单站要素曲线做长期预报探索了一条新路。这一方法至今仍在我国气象台站广泛应用。但是,这一方法缺乏必要的数学处理,因而更多地依赖于经验。     

热带气旋强度变化预报的一种动力-统计预报方法

对于台风的发生和发展已经有过许多的研究。本文是在原先存在一个热带气旋或台风的基础上,用动力和统计相结合的方法,研制台风和热带低压强度变化预报的方案。     

非线性振动理论中一种新的渐近方法

我们研究微分方程 (?) g(x)=εf(x,(?)) (1)所表示的非线性系统,其中ε为小参数,f(x,(?))为x和(?)的非线性函数,     

初始误差和模式误差对ENSO集合预报的影响

基于作者发展的一个ENSO(El Niño-Southern Oscillation)集合预报系统, 利用4组14 a的(单一或集合)回报试验(试验方案按照是否在预报过程中考虑了初始或模式随机误差扰动进行划分), 分别从确定性预报和概率预报角度, 检验和探讨了随机的初始误差扰动和模式误差扰动对ENSO集合预报水平的影响. 试验结果初步表明, 主要体现了模式物理过程不确定性的随机模式误差扰动, 能够在整个12个月预报过程有效地提高集合预报系统的预报水平. 但是对该系统而言, 随机初始误差扰动对预报水平的影响相对较小, 其影响时效主要集中在预报的前3个月左右.     

一种分离系列的向量表达法

一、引言 化工分离过程系统合成是一个很重要的问题。在研究这一问题时,必然涉及到如何表达各个分离系列。对分离系列的表达,有图解法和Polish strings表示法。图解法简单明了,但在计算机上不容易实现;而Polish strings法虽在计算机上较易实现,但很不直观,所以也不便于应用。本文将给出一种既直观、又容易在计算机上实现的表达分离系列的新方法。     

加密与纠错相结合的一种新途径

迄今已有的几种加密纠错公钥体制都有一些共同的弱点,如公开密钥量太大,纠错能力低及满足要求的纠错码只有Goppa码等。本文提出了一种将纠错码中的交错技术与安全的公钥加密算法相结合的新方法。研究表明,用     

结合主成分分析和支持向量机的太阳耀斑预报模型

太阳耀斑是剧烈的太阳活动现象之一,耀斑的预报对人类活动有着重要的实用价值.为进一步提高太阳耀斑的预报准确率,本文在综合考虑太阳黑子活动区参量、10.7 cm太阳射电流量等预报因子的前提下,提出了结合主成分分析和支持向量机的太阳耀斑预报模型.本模型的太阳黑子活动区参量包括黑子群面积、黑子群的Mc Intosh分类、活动区日面经度延伸、可见黑子数和黑子群的磁分类.本文首先对上述参量进行了合适的属性编码并归一化建模所需数据集,然后利用主成分分析方法提取出主要特征,应用支持向量机方法建立了耀斑预报模型.最后,本文将该模型预报结果与其他预报模型的结果进行了对比,结果验证了结合主成分分析和支持向量机的太阳耀斑预报模型是一种有效的预报模型.     

一种非线性振动系统的Hopf-Landau分叉序列

Hopf和Landau曾经猜测湍流的发生是一系列拟周期分叉的结果,这就是所谓的通向浑沌的Hopf-Landau道路(以下简称为HL道路)。但是由于拟周期运动不是通有的(generic),所以一般认为HL道路在物理上是不可能发生的。但是如果把HL分叉理解为运动的不变环面的分叉,注意到拟周期(周期)运动是环面上最简单的运动,那么HL道路就可以用下图表示:     

改善月动力延伸预报水平的一种新途径

从数值模式普遍存在的一个重要预报误差源—— 纬向平均环流入手, 提出了一种改进月动力延伸预报的新途径. 首先, 应用重构相空间理论和非线性时空序列预测方法, 在大量历史资料的基础上构建纬圈平均环流(纬向平均高度场)月尺度逐候非线性动力学区域预报模型; 然后将非线性动力预报和数值模式动力预报结合起来, 即将非线性预报结果转化为模式需要的预报量, 再在模式积分过程中实施过程订正. 试验结果表明, 这种方法不仅有效减少了模式的系统性预报误差, 而且通过波流非线性相互作用, 使部分波分量的预报得到了较明显的改善.     

地震预报的一种可靠方法

地壳最外层(30公里左右)是由坚硬的岩石组成的.在这层地壳内,始终存在着起因尚不清楚的地质构造力的作用.某些地区暂时尚能抵挡住在这些力的作用下形成的位移,但结果是这一地区内的应力梯度逐渐增大.这种应力的积聚过程可能长达几百年到几千年,最后,当局部应力达到足够的强度时,就会引起     

关于两连续总体交点的一种非线性秩检验

设五,…,瓦;YI…,L是两个独立的随机样本,分别抽自未知连续总体F与G.考虑假技问题: H0:F(x)三G(x)一Hl:存在点x’使当xx‘时,F(x)>G()c), (1) H0:以x)三G(x)一H3:F与G有唯一交点.)c。, (2)显然当H.成立时,x 是F与G的唯一交点.这些假设检验问题在可靠性与生存分析中有重要应用背景¨1.近年来一些学者如Deshpande和Shanubhogue‘21,Hawkins和Kochar‘”等研究了这一检验问题,后两人宣称,在知晓范围内还未见到其它检验方法可以与他们的方法相比.现在我们从另一角度出发,提出一种秩检验方法.此法完全可与H.…     

二阶谱——研究随机过程非线性的一种有效工具

针对目前国内对于二阶谱的研究及应用尚不普遍的状况，本文较详尽地阐述了实过程的二阶谱，交叉二阶的定义与概念，重点叙述了实过程二阶谱的有关性质以及用ＦＦＴ一阶谱估计的方法，最后介绍了二阶谱于海浪非线性研究中的应用及已取得的成果，期望该文对于谷想进行二阶谱研究及应用的人们有所裨益。     

求生产组织与计划中线性规划最优解的一种新方法

生产组织与计划中的线性规划问题,是一类重要而特殊的问题。由苏联数学家、苏联科学院通讯院士康脱洛维奇提出。他虽然也给出了一种方法(解乘数法),但由于方法太繁,很少被采用。因此,这一类规划问题,一直缺乏一种较好的解法和理论。 本文提出一种比较简便的新方法。此法类似于运输问题的表上作业法:先给一个初始     

电脑中医的一种设计方法

本期所载《电脑中医的一种设计方法》一文介绍“和不重数列”在医学上的应用。作者研制成的治疗慢性支气管炎的电脑中医,已在常州实行公开门诊,此文是有关这项研究成果设计原理的一个实例。