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强厄尔尼诺事件的(不可)预测性

动力系统 2017-10-10 v1 混沌动力学

摘要

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是赤道太平洋耦合大气/海洋系统中年际变率的一种模态。厄尔尼诺描述了一种状态,在该状态下东太平洋海表温度升高且较冷深水的上升流减弱。厄尔尼诺事件通常在北半球冬季达到峰值,但其强度在年代际时间尺度上不规则变化。1982-83年、1997-98年和2015-16年发生了影响全球天气的异常强厄尔尼诺事件。2014年广泛宣传的预测曾预计2015-16年的事件会提前一年发生。预测厄尔尼诺的强度是一个具有实际意义的问题,因为它影响着全球的水文气候和农业。本文在混沌动力系统的背景下讨论了强厄尔尼诺事件的频率和规律性。我们在ENSO的概念性“充电振荡器”模型中发现了一种限制其可预测性的机制。在该模型中,微弱的季节性强迫或噪声可以诱导在具有强厄尔尼诺事件的振荡状态和缺乏强事件的混沌状态之间的不规则切换。在这种机制下,年代际时间尺度上强厄尔尼诺事件的发生时间是不可预测的。

关键词

引用

@article{arxiv.1710.03216,
  title  = {(Un)predictability of strong El Ni\~no events},
  author = {John Guckenheimer and Axel Timmermann and Henk Dijkstra and Andrew Roberts},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1710.03216},
  year   = {2017}
}

备注

13 pages, 11 figures