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基于Logistic模型的均值突变时间序列临界预警研究

颜鹏程 侯威 胡经国

基于Logistic模型的均值突变时间序列临界预警研究

颜鹏程, 侯威, 胡经国
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  • 对物理学中的非线性方程——Logistic方程解的稳定性进行分析, 发现当初值和参数取值一定时, 解具有从一种稳定状态突变到另一种稳定状态的特性. 突变的程度和速度与方程的控制参数有关, 可以用定义的突变强度指数来进行描述. 利用方程解的这一特性, 构造满足动力学结构突变的理想时间序列, 模拟气候系统中的均值突变, 考察物理量回复速率和回复力在系统趋近临界阈值时的临界行为, 研究其对系统突变的早期预警能力. 本文还讨论了当系统受到噪声信号干扰时, 回复速率和回复力仍然对系统突变有较好的预警. 最后, 对太平洋年代际振荡(PDO)指数序列进行检测, 检测结果表明早期预警信号出现在1973年前后, 而公认的PDO指数序列的突变发生在1976/1977年, 表明回复速率和回复力在一定程度上可以作为均值突变的早期预警信号.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 41175067, 41105033)和全球变化研究国家重大科学研究计划(批准号: 2012CB955902)资助的课题.
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    [3] 黄永峰, 曹怀信, 王文华. 共轭线性对称性及其对\begin{document}$ {\mathcal{P}}{\mathcal{T}} $\end{document}-对称量子理论的应用. 物理学报, 2020, 69(3): 030301. doi: 10.7498/aps.69.20191173
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-01-14
  • 修回日期:  2012-02-22
  • 刊出日期:  2012-09-20

基于Logistic模型的均值突变时间序列临界预警研究

  • 1. 扬州大学物理科学与技术学院, 扬州 225002;
  • 2. 国家气候中心, 北京 100081;
  • 3. 西北师范大学物理与电子工程学院, 兰州 730070
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 41175067, 41105033)和全球变化研究国家重大科学研究计划(批准号: 2012CB955902)资助的课题.

摘要: 对物理学中的非线性方程——Logistic方程解的稳定性进行分析, 发现当初值和参数取值一定时, 解具有从一种稳定状态突变到另一种稳定状态的特性. 突变的程度和速度与方程的控制参数有关, 可以用定义的突变强度指数来进行描述. 利用方程解的这一特性, 构造满足动力学结构突变的理想时间序列, 模拟气候系统中的均值突变, 考察物理量回复速率和回复力在系统趋近临界阈值时的临界行为, 研究其对系统突变的早期预警能力. 本文还讨论了当系统受到噪声信号干扰时, 回复速率和回复力仍然对系统突变有较好的预警. 最后, 对太平洋年代际振荡(PDO)指数序列进行检测, 检测结果表明早期预警信号出现在1973年前后, 而公认的PDO指数序列的突变发生在1976/1977年, 表明回复速率和回复力在一定程度上可以作为均值突变的早期预警信号.

English Abstract

参考文献 (21)

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