一维气温时间序列的多重分形研究

采用武汉１９５１－１９７０年日平均气温序列作多重分形分析，从计算ｑ阶分数维Ｄｑ着和，得到了多重分形谱ｆ（ａ）曲线，反映了大气运动确定是一个层次分明的过程，具有多标度结构。     

海气热交换过程中海温涨落的随机效应的初步研究

海洋输向大气的热量和水汽通量的瞬时变化是风力的函数,同时受到海气温差和水汽压变化的影响,其中又以海温的变化对通量变化的影响最为重要。本文研究了由于海温涨落所产生的随机统计效应。在热力学能量方程的基础上,就热带和副热带海面的情形,着重考虑海气热交换过程中潜热通量和长波辐射两个因素,利用统计物理学中有关的处理方法进行了讨论,并作数值计算,取得了一些有意义的结果。     

热带海洋对大气进行非绝热加热的随机效应的进一步研究

本文考虑了热带海洋对大气进行非绝热加热过程中海温起伏的随机效应,建立了朗之万方程形式的描写大气热量变化的发展方程。由该随机微分方程的定态解,给出了加热势函数和概率密度函数。在确定的热力学参数下,利用实际海温起伏方差值,计算求得了加热势函数的分布及概率密度分布曲线。文中还进一步计算了概率密度流,得到了在两种稳定状态之间穿透势垒的弛豫时间。计算结果表明,海温异常的随机效应是一个长周期过程,时间尺度约为140天,可以用实际测得的拖曳系数C_D和海温起伏方差q2值对它进行预测。      

ENSO事件在相空间中的轨迹特征及其混沌吸引子的维数

本文利用近代物理学中提出的分析方法,对ENSO事件在相空间中的轨迹特征进行了描述。主要是将(1)赤道东太平洋nino-3区中,2.5°S、125°W处的1958—1972年海温月距平;(2)1949—1983年南方涛动指数(复活节岛海平面气压减去达尔文站海平面气压的差)的时间序列资料进行了相空间拓展。计算了吸引子关联函数C(r),进一步确定了吸引子的维数,分别为d_E=3.1、d_s=3.2,具有分维结构,故为奇怪吸引子,从而得知ENSO事件为一混沌现象。因此,为了支撑这样的奇怪吸引子,至少需要由四阶确定性的非线性微分方程(或者说,需要由四个相变量)才能对ENSO事件进行描述。     

TIMESERIES PREDICTION MODEL CONSISTING OF ARTIFICIAL NEURAL NETWORK AND GENETIC ALGORITHM

The paper introduces the basic concept and flow diagram of genetic algorithm (GA) and themerits and demerits of artificial neural network (ANN) as a timeseries prediction model andthereupon developed is a new model with ANN and GA in combination. Eventually, calculationsare presented with the results and model examined.     

月平均气温预报的神经网络BP型多层映射模式

采用神经网络ＢＰ多层映射模式，利用１９４６～１９７９（１９８０）年南京月平均气温资料序列，计算得到系统的分维数Ｄ＿０＝２．８，确定三层模式形式ｉ×ｊ＝３×２，ｋ＝１，由此作出１９８０（１９８１）年１～１２月平均气温预报值。它与实测值的相关系数为０．９７（０．９８）。如按各月资料建立序列，作１～１２月各月平均气温预报与实测值的相关系数为０．９９（０．９９）。     

一维气候时间序列所包含的浑沌吸引子的Kalmogorov熵的确定

本文采用上海16年(1970—1985年)逐日平均气压资料,用相空间延拓的方法,计算了它的关联维D和Kalmogorov熵的近似值二阶Renyi嫡K₂。得到D=7.7～7.9,为分数值,K₂约为0.1,是一正数值。证明我国季风区短期天气吸引子是一种浑沌运动。由K₂数值直接估计可预报时间T=(1K₂)约为十天,与早期动力统计学方法所得的可预报时间尺度相一致。 本文计算中,考察了相空间拓展时延滞τ的效应。计算结果表明:关联维D和K₂对τ均是收敛的。对本文所用上海逐日平均气压序列,用延滞τ=5延拓的相空间,各坐标分量是相互独立的,系统动力学特征量是稳定可靠的。