用非线性最优化方法研究El Nio可预报性的进展与前瞻     

段晚锁  穆穆 《大气科学》2006,(5)

综述用非线性优化方法研究厄尔尼诺(El Ni~no)南方涛动(ENSO)事件可预报性的进展。针对ENSO可预报性研究中的热点问题———“前期征兆”、“春季可预报性障碍”,以及如何量化研究ENSO可预报性和ENSO的不对称性问题,作者在近年来的工作中先后用理论模式和中等复杂程度ENSO模式研究了ENSO可预报性的动力学,揭示了ENSO的若干重要非线性特征。主要结果如下:(1)条件非线性最优扰动(CNOP)(局部CNOP)比线性奇异向量更易发展成ENSO事件,扮演了ENSO的最优前期征兆。这些ENSO事件关于气候平均态是不对称的。理论分析表明,非线性温度平流过程是造成这种不对称性的重要原因。1980~2002年的海洋再分析资料验证了上述理论结果。(2)ENSO事件CNOP型初始误差的发展有明显的季节依赖性,该误差导致了ENSO事件最显著的春季可预报性障碍(SPB)现象。ENSO事件SPB的发生不仅依赖于气候平均态,而且依赖于ENSO事件本身及其初始误差模态,是三者综合作用的结果。(3)建立了关于ENSO可预报性的最大可预报时间下界、最大预报误差上界和最大允许初始误差下界的三类可预报性问题,分别从三个方面揭示了ENSO事件的春季可预报性障碍现象,比较有效地量化了其可预报性。(4)通过CNOP方法,揭示了非线性温度平流在年代际尺度ENSO不对称性研究中的重要作用,解释了ENSO不对称性的年代际变化,基于所用ENSO模式给出了ENSO不对称性年代际变化的机制。最后,展望了非线性优化方法在ENSO可预报性中应用的前景,并期望该方法能拓展到ENSO第二类可预报性问题的研究中。  相似文献   

El Nio事件大气-洋流异常与暖海温传播机理研究          下载免费PDF全文

张庆云  常蕊 《大气科学》2007,(6)

利用1971~2000年逐月SODA(Simple Ocean Data Assimilation)同化资料(Carton等,2004)、1980~2000年逐月NCEP/NCAR再分析资料(Kalnay等,1996)探讨中部型(暖海水首先出现在120°W以西)和东部型(暖海水首先出现在120°W以东)El Nino事件赤道纬向风应力及洋流的异常变化与暖海水信号的传播特征。研究指出:(1)中部型和东部型El Nio事件发生时,太平洋上赤道海表最大西风应力距平在西太平洋地区都有显著的东传现象,但中部型El Nio事件西风应力距平强度强,造成西太平洋赤道表层的东向流可达东太平洋地区,这类El Nio事件强度偏强。(2)中部型El Nio事件,赤道表层洋流辐合区及其下沉运动由西太平洋向东太平洋传播,辐合下沉运动抑制了深层冷海水上翻,西太平洋暖水能够传到东太平洋与西太平洋赤道表层洋流辐合区及其下沉运动的东移有关。(3)东部型El Nio事件西太平洋赤道表层洋流辐合区及其下沉运动没能直接传到东太平洋地区,东太平洋暖水形成与局地(120°W以东)辐合下沉运动抑制深层冷海水上翻有关;东部型El Nio事件暖池次表层的暖水,不是沿着西太平洋赤道次表层向东传播到东太平洋地区,而是由南太平洋西边界流将暖池海水带到40°S左右的西风漂流区,再由西风漂流平流到东太平洋。  相似文献   

起伏地表条件下的声波散射数值模拟的积分方程法   总被引：2，自引：1，他引：2  

刘宁  孙建国 《吉林大学学报(地球科学版)》2007,(Z1)

从散射理论的角度来看,起伏地表可以看作是一种特殊的扰动介质,因此应用散射积分方程求解起伏地表条件下的散射场在理论上是可行的。从三维频率域声波方程出发,由格林函数定理,得出起伏地表条件下的散射积分方程。散射积分方程为关于起伏地表的面积分和与速度扰动体有关的体积分之和,同时给出了格林函数在奇异点的积分方法。由于数值离散求解积分方程存在着计算时间太长和存储内存不足的问题,采用电磁散射积分方程的拟解析近似的方法。在假设反射函数为缓变函数的基础上,最终得到其近似表达式,因此散射场的数值求解不必再借助于代数方程组,只要进行数值积分即可。这种方法避开了传统数值计算方法存在的问题,为地震散射波场快速正演模拟打下了基础。理论分析表明,这种方法适用于小扰动的问题。当扰动较大时,拟解析近似会产生较大的误差。  相似文献   

均匀介质中F-K反偏移法正演模拟     

张东良  孙建国  韩复兴 《吉林大学学报(地球科学版)》2007,(Z1)

F-K反偏移法正演模拟是在给定地质模型后通过构建人工偏移场,再对人工偏移场进行F-K反偏移来实现。人工偏移场的构建是在地质模型上直接放上经正确拉伸和幅度校正后的地震脉冲子波。F-K反偏移中插值映射采用两点sinc插值,其能避免假同相轴的出现且具有较快的速度。奇异点处理使用泰勒近似展开。最后对凹陷模型进行了F-K反偏移法正演模拟实现,得到了预期的效果。  相似文献   

起伏地表条件下地震波场数值模拟有限积分变换有限差分方法     

李健  孙建国 《吉林大学学报(地球科学版)》2007,(Z1)

针对起伏地表条件下的地震波数值模拟问题,提出将起伏的地表映射到一个规则的长方形网格坐标系中,并在此基础上推导出变换域中的波动方程。根据导出来的波动方程应用有限余弦变换有限差分方法进行地震波场的数值模拟,以解决起伏地表条件下的数值模拟。  相似文献   

大姚6级双震前的地震前兆特征   总被引：8，自引：2，他引：6  

张燕  吴云  刘永启  施顺英 《大地测量与地球动力学》2004,24(4):72-75

在连续形变观测资料中除了存在于整个时间域的短周期潮汐信息(固体潮)外，还有出现在某个时间段的长周期非潮汐信息．如何从时间或空间上认识和提取这些信息．成为认识地震过程和进行地震预报关键和迫切的问题之一。利用小波分析的时一频特性和奇异性检测特性，对大姚6级双震前的连续形变观测资料进行了处理，提取潮汐资料中的非潮汐信息。发现在地震前震中附近的形变台站都接收到了相同频段的异常信号．周期为几天到十几天，出现在各个台站的时间也大致相同。这些在震前具有一定时、空分布的信息有可能是地震前兆。  相似文献   

河南省煤系地层地震反射波发育特征     

陈双华  董守华  张丽华 《吉林大学学报(地球科学版)》2010,(Z1)

对河南省不同区域的煤系地层反射波发育特点进行分析研究、归类总结和正反演对比,建立了地震波-地质层位的对应关系,有利于解释人员从时间剖面上准确分辨出新生界、煤系地层和煤系基底反射波组,确定煤层反射波及煤层赋存状况,为类似地区的地震资料解释工作提供科学的指导。  相似文献   

东昆仑三维重力异常解释方法研究     

胡宁 《青海国土经略》1996,(2)

小波变换是一种广泛应用的信号处理技术,它具有良好的时—频局部化特性。本文探讨了小波变换在分解重力异常中的应用。同时,利用计算机对重力资料的三维定量解释,进行了初步试算。通过东昆仑地区实际资料处理,认为这二种方法在重力资料处理解释中,具有快速、简捷的特点。  相似文献   

湿浸硫酸镍工艺中的二次浸取     

李天才 《青海国土经略》1997,(1)

湿法浸取硫酸镍工艺研究中,净化提纯工艺采取了蒸发浓缩浸液、分步沉淀杂质的技术方案。中试表明,采用此种工艺生产效率很低,还导致生产流水线上的设备匹配性差。为此,作者提出了二次浸取的技术方案。实验室及中试试验表明:采用二次浸取工艺替代蒸发浓缩工艺,行之有效。  相似文献   

What Kind of Initial Errors Cause the Severest Prediction Uncertainty of El Nino in Zebiak-Cane Model     

XU Huiand DUAN Wansuo State Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences  Geophysical Fluid Dynamics 《大气科学进展》2008,(4)

With the Zebiak-Cane(ZC)model,the initial error that has the largest effect on ENSO prediction is explored by conditional nonlinear optimal perturbation(CNOP).The results demonstrate that CNOP-type errors cause the largest prediction error of ENSO in the ZC model.By analyzing the behavior of CNOP- type errors,we find that for the normal states and the relatively weak El Nino events in the ZC model,the predictions tend to yield false alarms due to the uncertainties caused by CNOP.For the relatively strong El Nino events,the ZC model largely underestimates their intensities.Also,our results suggest that the error growth of El Nino in the ZC model depends on the phases of both the annual cycle and ENSO.The condition during northern spring and summer is most favorable for the error growth.The ENSO prediction bestriding these two seasons may be the most diffcult.A linear singular vector(LSV)approach is also used to estimate the error growth of ENSO,but it underestimates the prediction uncertainties of ENSO in the ZC model.This result indicates that the different initial errors cause different amplitudes of prediction errors though they have same magnitudes.CNOP yields the severest prediction uncertainty.That is to say,the prediction skill of ENSO is closely related to the types of initial error.This finding illustrates a theoretical basis of data assimilation.It is expected that a data assimilation method can filter the initial errors related to CNOP and improve the ENSO forecast skill.  相似文献