利用森-茨万齐格形式推导延迟方程气候模型
动力系统
2019-09-11 v2 大气与海洋物理
摘要
包含延迟的模型常被用于理解气候变率现象，但延迟往往通过临时性的物理解释引入，例如波的传播时间。本文引入森-茨万齐格（Mori-Zwanzig）形式，作为一种从偏微分方程组系统推导延迟模型的系统化方法，从而更好地论证使用这类延迟型模型的合理性。森-茨万齐格技术通过对一组已分辨变量进行投影，给出系统的形式重写，其中重写后的系统包含一个记忆项。该记忆项的计算需要求解代表未分辨动力学的正交动力学方程。对于非线性系统，通常无法获得正交动力学的解析解，需要寻找近似解。在此，我们针对厄尔尼诺南方涛动（ENSO）的双条带模型演示森-茨万齐格技术，并探索求解正交动力学的方法。所得的非线性延迟模型相较于先前提出的临时性概念模型多出一个项。这一新项导致更大的 ENSO 周期，更接近于观测中所见。
引用
@article{arxiv.1902.03198,
title = {Derivation of Delay Equation Climate Models Using the Mori-Zwanzig Formalism},
author = {Swinda K. J. Falkena and Courtney Quinn and Jan Sieber and Jason Frank and Henk A. Dijkstra},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.03198},
year = {2019}
}
备注
Submitted to Proceedings of the Royal Society A, 25 pages, 10 figures