一种用于辐射强迫下变异性放大的乘性噪声机制

我们提出并分析了一种机制，使得 $\mathrm{CO}_2$-驱动的辐射强迫可以增加北极温度变异性。该模型基于一个包含 insolation 作为快速均值回复 Ornstein-Uhlenbeck 过程，温度在慢速宏天气尺度上演化的 fast-slow 表述。Wong-Zakai 化简导致一个带有 \emph{乘性} 噪声的随机能量平衡方程。在对稳定平衡 $T^{*,\lambda}$ 周围线性化后，我们推导出温度异常的平稳方差的显式表达式，并证明当 $T^{*,\lambda}$ 位于共熔斜率的冰敏感区时，该方差随强迫参数 $\lambda$ 单调增加。在随后我们考虑一个空间异常模型及其有限差分半离散化，得到一个有限维 SDE。 在自然稳定条件下以及噪声相关性非负的情况下，我们建立了平稳协方差矩阵关于 $\lambda$ 的分量级单调增加，包括其非对角项。特别地，辐射强迫不仅放大局部方差，也放大了不同空间位置温度异常之间的协方差，表明异常场在空间上的变异性相似性得以增加。