王革丽
- 作品数：39 被引量：306H指数：10
- 供职机构：中国科学院大气物理研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划江苏省气象灾害重点实验室项目更多>>
- 相关领域：天文地球理学水利工程环境科学与工程更多>>
- 气候系统的层次结构和非平稳行为:复杂系统预测问题探讨被引量：34
- 2003年
- 到目前为止,有关非平稳复杂系统及其在气候预测中的应用研究(它有着比混沌系统更为复杂的行为),是一个较少被人理解,并有重大科学意义的前瞻性研究课题。在大气运动中,气候正是一个典型的非平稳系统。但是现有的气候预测理论,包括统计预测理论和非线性预测理论,几乎都无一例外地建立在平稳性假定的基础之上。这有悖于气候过程的基本性态,因此它有可能是导致气候预测水平低下的重要的理论上的原因。另外,近10年来,气候过程具有层次结构已经成为许多科学家的共识,但是如何发展和完善这一理论,使之成为一个完整的体系,人们似乎还没找到合适的途径。至少,科学家们目前还没提出适当的概念和方法,去为它搭起一个框架。事实上,气候系统的多层次结构(它与通常的多尺度结构是两个完全不同的概念)正是产生非平稳行为的原因,而气候系统的非平稳特性正是层次结构的集中表现。文中将根据我们的一些初步研究结果,就这种具有层次结构的复杂系统的预测问题给出一些讨论。
- 杨培才卞建春王革丽周秀骥
- 关键词：气候系统复杂系统气候预测
- 基于因果检验的非线性系统的预测试验
- 2022年
- 非线性、非平稳系统的预测是一个具有重要科学意义的研究课题.最近一些工作已将收敛交叉映射算法(convergent cross mapping,CCM)用于检验变量之间的因果关系,由于在CCM算法中,相空间中相互靠近的点在时间上具有相似的发展趋势和运动轨迹,因此该方法可以尝试应用于非线性、非平稳系统的预测试验研究中.鉴于此,本文将CCM算法分别应用于Lorenz系统和实际气候时间序列的预测中,并检测不同相空间重构方法对预测效果的影响.主要结果如下:1)不论是理想Lorenz模型还是实际气候序列,对于单变量、多变量和多视角嵌入法3种重构相空间方法而言,多视角嵌入法对变量的预测效果最好,表明对于给定长度的时间序列,重构相空间中包含的信息越多,其预测能力越强;2)将NAM(northern hemisphere annular mode)加入SAT(surface air temperature)的重构相空间中可以改善SAT的预测效果.在使用单变量、多变量和多视角嵌入法进行预测时,利用复杂系统中变量中共有信息的特性,在时间序列长度一定的情况下,可以利用动力系统的复杂性来增加系统内的信息.基于因果检验的预测建模方法,通过挖掘数据中定量信息的提取,对非线性、非平稳系统预测技巧的改进提供了一个新颖的思路.
- 张绿夷王革丽谭桂容吴越
- 关键词：因果关系非线性系统
- 基于均生函数的主成分建模方案在内蒙古夏季降水预测中的试应用
- 1997年
- 文章利用主成分分析方法筛选一维时间序列的均生函数，提取有价值的信息，建立预测模型，对序列进行拟合并做多步预测。几个初步试验表明，此方案对我区夏季降水预测有一定的参考价值。
- 王革丽
- 关键词：均生函数降水预测时间序列物理机制
- 时空序列和区域气候非线性预测中的某些问题
- 该文利用场时间序列,通过状态空间重构和局域近似方法建立了预测模型.首先,针对"理想"时空混沌序列和500hpa高度距平场进行试验研究,并分析了预测中误差产生的机制;其次,根据气候"层次"概念,在上述理论基础上,建立了具有...
- 王革丽
- 关键词：混沌
- 利用慢特征分析法提取层次结构系统中的外强迫被引量：7
- 2017年
- 在大量真实的动力系统中,外部驱动力总是随时间发生变化,正是这种变化导致了非平稳行为的产生.因此,从此类系统的观测数据中提取和分析外强迫(也称驱动力)信号引起了人们越来越多的关注.慢特征分析法(slow feature analysis,SFA)是从非平稳时间序列中提取外强迫信息的一种有效算法.在其基础上利用变参数的Logistic映射产生的非平稳时间序列,通过数值试验进一步讨论了该方法的应用前景,并发展了一些相应的分析技术.试验结果表明,对于模型中包含两个时变驱动力参数的系统,经过一次SFA处理之后,可以进一步利用子波分析技术检索出外强迫信号中的两个参数;对于模型中有两个叠加驱动力层次的三层动力系统,可先通过一次SFA处理,提取出次慢层外强迫信号,对该信号进行二次SFA处理,可提取出最慢层外强迫信号.
- 潘昕浓王革丽杨培才
- 关键词：非线性系统驱动力
- 基于CCM算法的北半球环状模与东北亚冬季地面气温因果关系的年际变化特征研究被引量：2
- 2021年
- 北半球环状模(Northern Hemisphere Annular Mode, NAM)是北半球冬季最主要的环流系统,其变化对北半球的冬季气候变率具有重要的影响。现有研究多采用相关、合成等统计方法对NAM及气候要素进行研究,鲜少从因果关系的角度来进行分析。本文基于收敛交叉映射(Convergent Cross Mapping, CCM)算法,利用1960~2018年美国气候预测中心(Climate Prediction Center, CPC)的NAM指数、NCEP/NCAR再分析资料,分析了NAM与东北亚地区冬季地面气温(Surface Air Temperature, SAT)的因果关系的年际变化及其可能的物理机制。结果表明:1)NAM对东北亚地区冬季SAT具有单向因果关系,且其关系的强弱存在年际变化,2006年、1982年分别为因果影响的最大值和最小值年。2)冬季NAM指数存在显著的8~9年尺度主周期,该周期为冬季NAM影响东北亚地区SAT的驱动因子,其变化在一定程度上影响了NAM对东北亚地区SAT因果关系的年际变化。3)对比NAM对SAT影响的因果关系的最大值(2006年)和最小值(1982年)年环流形势,可见,高值年(2006年)NAM的"跷跷板"结构明显,而低值年(1982年)NAM的南北振荡形势并不明显。本文对于分析因果关系的年际、年代际变化给出了一个新的思路。
- 张绿夷谭桂容王革丽
- 关键词：因果关系
- 改善月动力延伸预报水平的一种新途径被引量：14
- 2003年
- 从数值模式普遍存在的一个重要预报误差源——纬向平均环流入手,提出了一种改进月动力延伸预报的新途径.首先,应用重构相空间理论和非线性时空序列预测方法,在大量历史资料的基础上构建纬圈平均环流(纬向平均高度场)月尺度逐候非线性动力学区域预报模型;然后将非线性动力预报和数值模式动力预报结合起来,即将非线性预报结果转化为模式需要的预报量,再在模式积分过程中实施过程订正.试验结果表明,这种方法不仅有效减少了模式的系统性预报误差,而且通过波流非线性相互作用,使部分波分量的预报得到了较明显的改善.
- 陈伯民纪立人杨培才张道民王革丽
- 关键词：短期气候预报
- 浑善达克沙地气候因子对沙尘暴频率的影响被引量：7
- 2004年
- 利用浑善达克沙地气象台站的常规气候资料,分析气候要素和沙尘暴频率的多年变化状况,建立能够很好描述该地区沙尘暴频率年际变化的沙尘暴指数,并建立适合浑善达克沙地气候特征的气候因子影响沙尘暴频率指数模型。结果表明,浑善达克沙地自1960年后气候逐渐变暖,并有微弱变湿趋势,沙尘暴年日数自1998年起波动增加,2000年出现极大值;沙尘暴年日数与沙尘暴指数的相关系数达0.7左右;建立的气候影响指数模型,能够用来解释当前该地区沙尘暴频率的分布格局。
- 成天涛吕达仁王革丽徐永福
- 关键词：浑善达克沙地气候因子沙尘暴
- 慢特征分析法在气象上的应用进展被引量：8
- 2016年
- 气候系统具有非平稳特征,根本原因在于其外强迫随时间发生改变,因此外部驱动力的分析对于理解气候系统的动力学特征至关重要,而如何有效提取系统外部驱动信息是一个亟待解决的前沿科学问题。最近几年,在生物神经学领域中应用的一种提取非平稳信号中外强迫信息的方法——慢特征分析法(Slow Feature Analysis,SFA),在气象领域中也得到了初步成功的尝试,结果显示出此方法对气候系统的外强迫信息分析及有关动力学机制的探究有较好的应用前景。本文主要介绍SFA方法的理论思想及实施步骤,并通过一个理想的非平稳时间序列检验其提取外强迫信息的能力,结果证明在衰减的Logistic模型中,可利用SFA算法提取出模型中的外强迫,且与真实外强迫的相关系数可达0.99;此外,还介绍将该方法应用于Arosa臭氧时间序列,分析其提取的外强迫信息的动力学特征;并介绍了在气候时间序列建模中引入外强迫因子的预测效果。
- 潘昕浓王革丽王鹏飞朱克云
- 关键词：气候预测
- 利用慢特征分析法提取二维非平稳系统中的外强迫特征被引量：5
- 2018年
- 慢特征分析法(Slow Feature Analysis,SFA)是一个从快变的信号中提取慢变特征的有效方法,它的提出丰富了人们对非平稳系统外强迫特征的重建手段。本文以Henon映射为基础,构造二维非平稳系统模型,尝试SFA方法在二维复杂非平稳系统中重建外强迫特征的能力。试验表明,SFA方法能够较好地从单时变参数Henon映射中提取出外强迫信号;通过结合小波变换技术,可以还原双时变参数Henon映射中的外强迫信号。另外,本文利用SFA方法重建了北京市气温的外强迫信号,分析其外强迫信号的尺度特征及其可能的物理机制。这些工作将为气候系统驱动力的研究提供新的思路。
- 范开宇王革丽李超潘昕浓
