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基于Lorenz模型的集合预报与单一预报的比较研究

梁丁 顾斌 丁瑞强 李建平 钟权加

基于Lorenz模型的集合预报与单一预报的比较研究

梁丁, 顾斌, 丁瑞强, 李建平, 钟权加
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  • 根据非线性局部Lyapunov向量方法和增长模繁殖方法,选取Lorenz63模型和Lorenz96模型的不同状态为例,对集合预报与单一预报的预报技巧开展了对比研究.结果表明:与单一预报比较,集合预报的均方根误差和型异常相关有明显改善,随预报时间推移,改善效果越显著,且集合平均优于单一预报的实验个例数逐渐增多.就概率分布(f)而言,单一预报状态的f与真实状态基本一致,不随时间变化;而集合平均预报状态的f则随时间呈现出值域变窄、峰值变大的特点.表明随预报时间的延长,单一预报状态为混沌吸引子上的随机状态,而集合平均预报状态为吸引子子集上的随机状态,这可能是集合平均误差小于单一预报的原因.
      通信作者: 丁瑞强, drq@mail.iap.ac.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金优秀青年科学基金(批准号:41522502)、国家科技支撑计划(批准号:2015BAC03B00)和全球变化与海气相互作用专项(批准号:GASI-IPOVAI-06)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-09-27
  • 修回日期:  2018-01-17
  • 刊出日期:  2018-04-05

基于Lorenz模型的集合预报与单一预报的比较研究

  • 1. 南京信息工程大学空间天气研究所, 南京 210044;
  • 2. 中国科学院大气物理研究所, 大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室, 北京 100029;
  • 3. 南京信息工程大学物理与光电工程学院, 南京 210044;
  • 4. 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院, 北京 100875
  • 通信作者: 丁瑞强, drq@mail.iap.ac.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金优秀青年科学基金(批准号:41522502)、国家科技支撑计划(批准号:2015BAC03B00)和全球变化与海气相互作用专项(批准号:GASI-IPOVAI-06)资助的课题.

摘要: 根据非线性局部Lyapunov向量方法和增长模繁殖方法,选取Lorenz63模型和Lorenz96模型的不同状态为例,对集合预报与单一预报的预报技巧开展了对比研究.结果表明:与单一预报比较,集合预报的均方根误差和型异常相关有明显改善,随预报时间推移,改善效果越显著,且集合平均优于单一预报的实验个例数逐渐增多.就概率分布(f)而言,单一预报状态的f与真实状态基本一致,不随时间变化;而集合平均预报状态的f则随时间呈现出值域变窄、峰值变大的特点.表明随预报时间的延长,单一预报状态为混沌吸引子上的随机状态,而集合平均预报状态为吸引子子集上的随机状态,这可能是集合平均误差小于单一预报的原因.

English Abstract

参考文献 (41)

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