飓风状涡旋中快速增强起始的击中时间
概率论
2022-01-11 v2 动力系统
应用统计
摘要
预测热带气旋(TC)快速增强(RI)是当前业务预报中重要却具挑战性的任务,源于我们对 TC 非线性过程的不完全理解。本研究采用 TC 发展的低阶随机模型,考察 RI 起始的变率,包括 RI 发生的概率与 RI 起始的时机。将 RI 起始时间定义为模型中 TC 尺度状态空间给定子集的首次击中时间,我们量化了在一系列初始条件与模型参数下 RI 起始发生的概率及其时机分布。基于随机微分方程渐近分析,结果表明:对于较弱的涡旋初始条件和较强的噪声幅度,RI 起始发生更晚,且 RI 起始时机的方差更大。在小噪声极限下,RI 起始概率趋近于 1,且 RI 起始时机的不确定性更小(即方差更小),与理想化环境下 TC 发展的观测一致。我们的理论结果通过蒙特卡洛模拟验证,并与一般一维系统的显式结果比较,从而为 RI 起始变率提供新见解,并有助于更好地量化实际应用中 RI 变率的不确定性。
引用
@article{arxiv.2106.04721,
title = {Hitting Time of Rapid Intensification Onset in Hurricane-like Vortices},
author = {Wai-Tong Louis Fan and Chanh Kieu and Dimitrios Sakellariou and Mahashweta Patra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.04721},
year = {2022}
}
备注
33 pages, 9 figures