评估快速强迫非线性系统中几何预警对临界转换的预测技巧
动力系统
2026-05-18 v1
摘要
受迫非线性系统的未来行为命运可能敏感地依赖于强迫剖面以及系统内部的自然涨落。对于速率诱导的临界转换尤其如此，此时强迫将系统推向未来行为的盆地边界，强迫的微小变化可能导致截然不同的最终行为。这种敏感性可能只存在于有限的时间段内，例如当强迫变化最快时。此外，基于临界慢化的方法在这种情况下无法提供信息。我们研究了一种几何预警，以评估系统何时处于这种敏感状态。这涉及计算R-临界点指标，即到近似R-临界点阈值的符号距离。后者是一个动态状态，嵌入了系统知识和强迫的未来行为。我们将其与分岔诱导临界点的预警进行对比，后者与超过慢变强迫的阈值相关。作为一个例子，我们考虑了对具有指定快速强迫的大西洋经向翻转环流（AMOC）三箱模型未来状态进行早期预测的方法。我们表明，几何预警的预测能力优于简单的阈值方法。
引用
@article{arxiv.2605.16128,
title = {Evaluating the skill of a geometric early warning for tipping in a rapidly forced nonlinear system},
author = {Paul D. L. Ritchie and Sneha Kachhara and Peter Ashwin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.16128},
year = {2026}
}