耦合多元混沌要素的非線性交叉預(yù)測誤差模式對極端天氣延伸期預(yù)測研究

doi:10.12306/2023jms.0018

首頁 > 過刊瀏覽>2024年第44卷第4期 >758-765. DOI:10.12306/2023jms.0018

耦合多元混沌要素的非線性交叉預(yù)測誤差模式對極端天氣延伸期預(yù)測研究
DOI:
                        10.12306/2023jms.0018
                    
CSTR:
                        
                    
作者:
                        
                        
                    
作者單位:
作者簡介:
通訊作者:
中圖分類號:P457.6
基金項目:國家自然科學(xué)基金資助項目(41505012);高原與盆地暴雨旱澇災(zāi)害四川省重點實驗室開放基金資助項目(SZKT2016003);四川省科技廳重點研發(fā)資助項目(2022YFS0482);成都市科技局重點資助項目(2022-YF05-00620-SN)

Study on extreme weather for extended range forecasting with coupled multivariate chaotic elements based on Nonlinear Cross Prediction Error model

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摘要:

本文首先分析隨機(jī)誤差、初始誤差和模式參數(shù)誤差對建立的單變量非線性交叉預(yù)測誤差模式(Nonlinear Cross Prediction Error,NCPE)的極端天氣延伸期預(yù)報敏感性,及不同氣象要素場對延伸期預(yù)報的敏感性,再利用可降水、溫度、位勢高度資料建立多混沌變量耦合的模式(Multivariate NCPE,MNCPE),深入對比分析兩種模式延伸期預(yù)報特征。結(jié)果表明:隨機(jī)誤差和初始誤差的比率量級差異會影響NCPE模式的延伸期預(yù)報特征,存在臨界值效應(yīng);而針對參數(shù)誤差,合適的相空間維m能較好表征吸引子的局部細(xì)節(jié)。不同氣象要素場對暴雨、臺風(fēng)等災(zāi)害天氣延伸期預(yù)報的敏感性也表現(xiàn)不一。耦合多變量的MNCPE模式,相比單變量NCPE,能更完備表征混沌吸引子局部結(jié)構(gòu)的動力特征,降低10~30 d延伸期預(yù)報的不確定性。

Abstract:

This paper first analyzed the sensitivity of extreme weather extended range forecasting to the random errors, initial errors, and model parameter errors in the established single-variable Nonlinear Cross Prediction Error (NCPE) pattern, as well as the sensitivity of different meteorological element fields to extended range forecasting. And then established a Multi-chaotic variables Nonlinear Cross Prediction Error (MNCPE) model based on precipitation, temperature, and geopotential height data, and conducts an in-depth comparative analysis of these two models. Results show that, the ratio order difference between random errors and initial errorshas a critical value effect on the extended range forecasting characteristics for NCPE model. While for parameter errors, an appropriate phase space embedding dimension m can better represent the local details of the attractor.The sensitivity of different meteorological element fields to extended range forecasting of diverse extreme weather, such as heavy rain and typhoons also varies.The MNCPE model, compared to the single-variable NCPE, can more comprehensively represent the dynamic features of the local structure of the chaotic attractor and reduce the uncertainty of the 10-30-day extended range forecasting.

參考文獻(xiàn)

相似文獻(xiàn)

引證文獻(xiàn)

引用本文

王瑾,阮騰飛,謝靜,夏志業(yè).耦合多元混沌要素的非線性交叉預(yù)測誤差模式對極端天氣延伸期預(yù)測研究.氣象科學(xué),2024,44(4):758-765 WANG Jin, RUAN Tengfei, XIE Jing, XIA Zhiye. Study on extreme weather for extended range forecasting with coupled multivariate chaotic elements based on Nonlinear Cross Prediction Error model. Journal of the Meteorological Sciences,2024,44(4):758-765

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收稿日期:2022-11-09
最后修改日期:2023-05-22
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在線發(fā)布日期: 2024-09-23
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