一个降阶陆-气耦合模型的可变性与可预报性

本研究利用一个简化耦合模型深入探讨大气阻塞、纬向及过渡型态的可预报性。首先，我们全面审视模型对太阳辐射、地表摩擦及大气-地面热交换等环境参数的响应。随后，采用高斯混合聚类，我们成功划分出 distinct 的阻塞、纬向与过渡流型，揭示其对地表摩擦的依赖性。为衡量可预报性与持续性，我们计算了各流型的平均局部 Lyapunov 指数。我们的研究揭示了在较低地表摩擦条件下存在纬向、阻塞与过渡型态。随着地表摩擦进一步增大，系统转至以两种阻塞型态与一种过渡型态为特征的状态。有趣的是，在特定地表摩擦值下出现周期性行为，回归至低摩擦系数下观测到的型态。模型分辨率的提升以如下方式影响系统：聚类仅得到两种型态，过渡阶段消失，且剩余两型态的可预报性降至约 2 天。与既往研究发现一致，本研究强调当三种型态共存时，纬向型态较阻塞型态展现更长的可预报时限。值得注意的是，过渡型态在与其他型态共存时表现出降低的可预报性。此外，在发现两种阻塞型态的一定地表摩擦值范围内，观察到所施加地形西侧的大气阻塞情形以不稳定性与降低的可预报性为标志，不同于地形东侧出现的阻塞。