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大尺度大气运动的可预测性:李雅普诺夫指数与误差动力学

混沌动力学 2017-04-26 v1

摘要

描述大气(及气候系统)动力学的确定性方程已知具有对初始条件敏感的特性。在混沌的遍历理论中,这一特性通常通过计算李雅普诺夫指数来量化。本综述分析了一系列大气模式(包括与海洋耦合或非耦合的模式)中计算得到的这些量化指标,以及它们的局部对应量——局部或有限时间李雅普诺夫指数。特别指出,当模式分辨率提高时,局部李雅普诺夫指数(对应于主导李雅普诺夫指数)的变率减小。本文还回顾了这些模式中(有限振幅)初始条件误差的动力学,并普遍发现其增长过程复杂,远非李雅普诺夫指数所提供的渐近估计所能描述。文章还讨论了这些结果对业务化(高分辨率)大气和气候模拟的意义。

关键词

引用

@article{arxiv.1703.04284,
  title  = {Predictability of large-scale atmospheric motions: Lyapunov exponents and error dynamics},
  author = {Stéphane Vannitsem},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1703.04284},
  year   = {2017}
}

备注

25 pages, 17 figures, accepted in Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science