噪声诱导的动力学状态寿命增强——一种基于确定性轨迹的数据驱动方法
数值分析
2026-05-01 v1 数值分析
摘要
我们受大气低维模型的启发，研究了噪声影响下动力学状态的寿命。人们可能预期，引入噪声会使系统更快地离开状态空间的指定区域。然而，对于从唯象玩具模型到简化大气动力学模型等具有不同复杂度的相关系统，这种直觉已被证明具有误导性。只要噪声足够小，含噪系统在感兴趣状态中停留的平均时间比其确定性对应物更长，我们将这种效应称为“随机惯性”。这一现象已通过不同噪声水平下的大量数值模拟观察到。我们提出了一种数值技术来测试随机惯性的发生，该技术针对任何固定的噪声水平，在由无噪声系统的一条足够长的轨迹给出的点集上构造一个马尔可夫链。该方法被证明能正确预测简单系统中随机惯性的存在，并且其效用在一个大气动力学范式模型上得到了证明。
引用
@article{arxiv.2604.27991,
title = {Noise-induced enhancement of regime lifetimes -- A data-driven approach using deterministic trajectories},
author = {Henry Schoeller and Robin Chemnitz and Péter Koltai and Maximilian Engel and Stephan Pfahl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.27991},
year = {2026}
}