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冷暖事件可预报性的对比

    冷暖事件是气象系统中两类基本事件,它们的出现和人们的生活方式、生产活动等有着密切的联系。俗话说,天冷了加件衣,天热了睡凉席,不同的天气状况,人们的行为活动也是不同的。考虑到冷暖天气事件对于人类社会会产生着重要而又不同的影响,那么这两类事件中,暖事件容易预报,还是冷事件更容易预报呢?对于这个基本的气象问题,当前还仍未达成一致的共识。

    围绕上述问题,北京师范大学丁瑞强研究员及其合作者,利用向后非线性局部Lyapunov指数(backward nonlinear local Lyapunov exponentBNLLE)方法,对Lorenz模型中冷暖事件可预报性进行了定量研究。研究表明,冷事件和暖事件可预报性在Lorenz吸引子相空间中呈现明显的层状结构。围绕着暖(冷)流型中心静止点的圈层上的暖(冷)事件可预报性基本一致,但是不同圈层上暖(冷)事件可预报性是明显不同的。

    基于定量计算得到的冷暖事件理论最长提前预报时间,进一步对Lorenz吸引子上所有冷暖事件最长提前预报时间进行了统计分析。暖事件的理论最长提前预报时间的最小值、第一四分位数、中位数、第三四分位数均大于冷事件,同时暖事件的理论最长提前预报时间的概率分布更加偏向高值方向,因此暖事件比冷事件更加容易预报。

    研究中所用的模型为Lorenz模型,而真实大气系统维度更高、更加复杂。真实大气系统中暖事件可预报性,尤其是极端暖天气/气候事件可预报性,是否具有更高的可预报性,仍需要进一步深入研究。

    以上研究已被《Advancesin Atmospheric Sciences》接收并出版,李旋为第一作者, 丁瑞强研究员为通讯作者。

 


图1 Lorenz模型中冷暖事件理论最长提前预报时间的空间分布

 

 

论文信息:

Li, X., R. Ding,and J. Li, 2020: Quantitative comparison of predictabilities of warm and cold eventsusing the backward nonlinear local Lyapunov exponent method. Adv. Atmos.Sci., 37(9), https://doi.org/10.1007/s00376-020-2100-5.

下载链接:

http://www.iapjournals.ac.cn/aas/en/article/doi/10.1007/s00376-020-2100-5