因果依赖与香农熵收支——一个降维大气模型的分析

在非线性降维大气模型的背景下，研究了信息熵收支与变量间的信息传递速率。该模型包含了动力学的关键要素，即斜压和正压不稳定性、与地形存在相关的不稳定性、与表面摩擦相关的耗散，以及大尺度经向能量不平衡。对于所选参数，该系统的解表现出令人联想到温带大尺度大气动力学的混沌动力学。对该系统详细的信息熵收支分析表明，与地形和表面摩擦相比，线性旋转项在不确定性产生中起次要作用。此外，主导贡献来自非线性平流项，将其分解为协同（协变异性）和单一（每个单一变量对目标变量的影响）分量表明，对于某些变量，协变异性主导了信息传递。还讨论了基于时间序列的信息传递速率估计，并提出了将 Liang 方法向非线性可观测量的扩展。