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由己知系统的过去历史推测该系统未来演变过程是预测问题原始实际提法。经典数理方程中的初、边值问题仅是预测问题的一种抽象和简化。要提高实际系统预测准确率 ,必须推广经典理论。动力系统自忆性原理就是这种推广中的一种。曹鸿兴教授的专著《动力系统自忆性原理———预报和计算应用》(地质出版社出版 ,2 0 0 2 )系统地论述了动力系统自忆性原理及其应用。那么什么是自忆性原理呢 ?通常 ,动力系统是用微分方程、积分方程、差分方程等来描述的 ,而对用含时间导数的方程描述的动力系统 ,在引进记忆函数并运用内积、分部积分和中值定理后可… 相似文献
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基于大气自忆性观点 ,引进记忆函数 ,可构造一个差分 -积分方程 ;称之为自忆性方程 ;给出了此方程的球谐表达式及其离散计算公式 .以 T42 L9谱模式为动力核 ,建立了一个全球自忆 T42谱模式 (SMT42 ) .用实际资料进行了逐日至 1 5天积分试验计算 ,表明对于 50 0 h Pa中期数值天气预报 ,SMT42比 T42的均方根误差小得多 ,同时 SMT42对距平相关系数也有所提高 ,这为中期数值天气预报提供了一种有潜力的新途径 相似文献
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本研究提出并发展了大气记忆动力学,基本观点是考虑大气有记忆能力,在引进记忆函数后将制约大气运动的微分方程变换为一个差分积分方程。这样可以由多个时次的初始场而不仅是一个时次的初始场来求得大气运动的数值解。回溯时间差分格式是基于自忆性原理提出的一种新格式,与传统的格式很不一样,可以包含3个以上不同的时间层次,可以从过去的多时次场中得到更多的信息,以期提高预报准确率。该格式在数值计算中还能自动起过滤作用,可以平滑预报场中的虚假值。回溯格式的基本形式(p阶,p≥2)为: 相似文献
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利用自记忆模式试报我国汛期降水 总被引:4,自引:0,他引:4
基于大气运动是一种不可逆过程的观点,引进了记忆过去时次资料的记忆函数。进一步阐明了大气运动的自记忆概念,导出了大气运动的自记忆性方程。基于自记忆原理,从大气热力学方程和水分平衡方程出发,建立了一个用于短期降水预报的数学模式。对6-8月我国汛期降水预测作了12年的回报试验,结果表明该模式的预测评分比目前的月预报有很大提高。 相似文献
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近年来中国统计气象学的新进展 总被引:17,自引:5,他引:17
近年来,统计气象学在中国取得了长足的进展。其中主要有:将熵原理用于气象学,从而建立了熵气象学;引进了忆及过去时次资料的记忆函数,导出了大气运动的自忆性方程;将模糊数学引入气象学;将非线性动力学用于气候学研究,提出了一系列相空间预报模式;将车贝雪夫多项式推广到不规则格点,提出了一种新的时间序列预报的迭代算法;应用子波分析方法进行气候学研究;将Logistic判别分析用于气象预报,研究了二次判别及逐步判别等问题;将中国科学家提出的灰色系统理论和多层递阶方法引入气象预报。此外,还引进了复经验正交分解、奇异值分解、投影追踪、主振荡模态分析等较新的统计学方法。这些方法都已在气象业务预报中发挥了作用 相似文献
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区域气候自忆预测模式的计算方案及其结果 总被引:3,自引:0,他引:3
区域气候预测的自忆模式是由描写温度、降水变化的差分-积分方程构成的。文中推导了用EOF展开的预测方程组,给出了该方程组的数值计算方案和递推格式。运用我国1951~1992年的月温度、降水场和区域500 hPa高度场格点资料,对6~8月汛期预测作了回报试验,结果表明该模式的预测能力是很高的。 相似文献
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多尺度大气湍流的扩散及扩散率 总被引:5,自引:3,他引:5
本文首先将大气湍流多尺度化,而将不同尺度的脉动量的Monte Carlo关系转换为Lange-vin方程,在平稳及均匀条件下可得一高阶常系数Lagrange自相关函数的常微分方程。其通解恰为一组衰减实指数函数的线性组合,系数为各尺度湍能对总湍能的比。以此可通过Taylor积分对野外实测扩散参数作出尺度分解。并可方便地将扩散参数表达为湍流参数的函数使其物理意义明确。 相似文献
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高精度迎风偏斜格式的比较与分析 总被引:1,自引:0,他引:1
利用一种具有任意阶精度的一般显式有限差分公式构造出高精度迎风偏斜格式,并利用 Fourier分析法评估了这些迎风偏斜格式的耗散误差与频散误差。结果表明,偶阶精度格式的数值相速度快于实际相速度,而奇阶精度格式的数值相速度慢于实际相速度。并且,偶阶精度格式的耗散误差与频散误差低于相邻的奇阶精度格式。为了检验这些格式的计算性能,在一维问题上进行了应用。首先,考虑恒定风场条件下的一维平流试验。主要选择两种不同的初始条件来评价数值格式的精度,这两种试验问题分别是高斯函数、方波函数。试验结果表明,随着数值格式精度的提高,数值格式的误差逐渐减小。而对于高于六阶精度的格式来说,改进的程度并不是很大。其次,应用各阶格式到具有两种不同初始条件的无粘Burgers方程。数值结果表明,随着数值格式阶数的增加,数值结果也得到了明显改进。而对于高于六阶精度的格式来说,进一步的变化并不明显。总之,在兼顾效率与精度条件下六阶迎风偏斜格式是最好的。 相似文献
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传统的高阶精度有限差分格式通常是在均匀网格的基础上推导得到的,在非均匀网格的情况下它会出现精度退化的问题。基于泰勒展开方法构造了一种适用于非均匀网格的2阶、4阶和6阶精度中央有限差分方案,利用Burgers方程和一维平流方程对新方案的性能进行测试,着重分析新方案对其误差大小及分布形态的改进效果。数值模拟结果表明:在非均匀网格下,提高差分方案的精度可明显减小数值解误差(降低了70%~88%),特别是当差分精度从2阶提高到4阶的时候。同时,高阶精度方案在梯度变化较大或者网格距较粗区域的模拟结果更有优势,4阶和6阶精度方案在以上区域的误差远小于2阶精度方案。方案可用于提高数值天气预报模式中非均匀分层模式的垂直差分计算精度。 相似文献