基于依赖型隐马尔可夫过程的热带气旋强度演变建模
应用统计
2020-01-08 v1 大气与海洋物理
摘要
本文发展了一种隐马尔可夫模型，用于模拟依赖于周边大尺度环境的热带气旋强度演变。该模型考虑三个未观测（隐藏）的增强离散状态，并将每一状态与强度变化的概率分布相关联。风暴从一个状态到另一状态的转移被描述为马尔可夫链。模型的强度变化与状态转移两部分均依赖于环境变量，包括潜在强度、垂直风切变、相对湿度和海洋反馈。这一马尔可夫环境依赖型飓风强度模型（MeHiM）用于模拟风暴在洋面上沿路径的强度演变，并加入简单衰减模型以估算风暴登陆后的强度变化。使用北大西洋（NA）流域 1979–2014 年数据（555 个风暴）进行模型开发与评估。基于模型模拟与观测的 6 小时和 24 小时强度变化、生命期最大强度和登陆强度的概率分布对比良好。尽管 MeHiM 在完整描述快速增强方面仍有限制，但其相较以往的统计模型（如线性、非线性和有限混合模型）有显著改进。
引用
@article{arxiv.1808.05276,
title = {Tropical Cyclone Intensity Evolution Modeled as a Dependent Hidden Markov Process},
author = {Renzhi Jing and Ning Lin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.05276},
year = {2020}
}