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北极海冰的随机动力学 第一部分:加性噪声

大气与海洋物理 2017-05-05 v2

摘要

我们分析了具有恒定加性噪声的随机北极海冰模型在广泛外部热通量 ΔF0\Delta F_0(对应于温室气体强迫)范围内的数值解。通过考察随机路径和概率密度函数(PDFs),说明了随机性给确定性稳态解(常年冰和季节性冰状态)带来的变率。计算了主要随机矩(标准差、均值和偏度),并与 Moon 和 Wettlaufer (2013) 先前描述的随机扰动理论所确定的矩进行比较。我们详细考察了在不稳定海冰-反照率反馈与稳定长波辐射损失对冰盖变率贡献之间的竞争作用,后者在增强的温室气体强迫下。特别地,夏末随机路径的变率显示出明显的最大值,这是由于反照率反馈重要性增加及其相关的从早春到夏末累积的“记忆效应”共同所致。冰面长波能量损失在冬季增强,使冰盖稳定,从而聚焦随机路径并减小冬季变率,这与上述效应相平衡。解释这些效应的组织原理是一个具有时变势的广义 Ornstein-Uhlenbeck 过程。

关键词

引用

@article{arxiv.1510.00355,
  title  = {Stochastic dynamics of Arctic sea ice Part I: Additive noise},
  author = {Woosok Moon and John S. Wettlaufer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1510.00355},
  year   = {2017}
}

备注

This replacement is a combination of both arXiv:1510.00355 and arXiv:1509.07735