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集合预报物理基础的探讨

董文杰 封国林

集合预报物理基础的探讨

董文杰, 封国林
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出版历程
  • 收稿日期:  2002-09-29
  • 修回日期:  2003-01-10
  • 刊出日期:  2003-09-20

集合预报物理基础的探讨

  • 1. (1)国家气候中心,北京 100081; (2)扬州大学物理系,扬州 225009;中国科学院大气物理研究所东亚中心,北京 100029
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:40275031和40231006)和国家重点基础研究发展规划(批准号: G1999043408)资助的课题.

摘要: 将集合预报中的每次积分算程视为非平衡统计物理理论中的准粒子轨迹,由此对Lorenz模型 进行了数值试验,计算了初值位于不同性质平衡态附近时准粒子数处于基态和第一激发态随 时间的演化.结果证明:(1)若动力系统在整个相空间内存在稳定的平衡态,在稳定的平衡态 附近,系统随时间长期演化行为是可预测的.(2)若动力系统在整个相空间内不存在任何稳定 的平衡态,初值位于远离非稳定的平衡态,则在1—2周内准粒子多数分布在低能量态,即预 报是最可几率的.(3)若初始状态位于非稳定平衡态附近,系统随时间的演化几乎是不可预测 的.这从理论上说明了作大量积分算程的集合预报其效果会比单一初值的单程积分要好.这就 从物理上对集合预报能提高准确率提供了一种解释.

English Abstract

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