Lorenz模型中外源强迫强弱对初值可预报性的影响研究

• 作者: 李一伟 范广洲 赖欣
• 来源期刊: 高原气象
• 学科: 地球科学
• 关键词: Lorenz系统 初值可预报性 外源强迫
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 153-161
• 页数: 9页
• 分类号: P456.1
• 字数: 6980字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00061

摘要

通过调整Lorenz模型中表征外源强迫强弱的参数值r,采用显式四阶龙格-库塔(Runge-Kutta)方法,以探究不同外源强迫下所构建Lorenz系统的初值可预报性.得出了外源强迫增大,初值的可预报性降低,误差增长增大,可预报期限缩短,预报效果变差,系统对初值敏感依赖性增大的结论.初始值与其叠加微小偏差的相关系数随外源强迫增大出现三次骤减,在模拟出的Lorenz系统运动轨迹图中,Lorenz系统的奇异吸引子由一个变为两个,奇异吸引子周围的曲面也由一片演变成两片,混沌效应显现.X、y、Z值的方差;X值、y值超出一个标准差的步数随外源强迫增大表现出振荡上升趋势.外源强迫的增大也使得Lorenz系统分异与第一次出现反向所用的积分步数减小,两组数据的并行时间越来越短.统计X、Y、Z值的误差在5％,10％和20％范围内的积分步数发现,系统的误差增长随外源强迫增大而增大,不再处于合理范围内,因此初值可预报性降低,可预报期限也大大缩短.