一种气候突变“过程性”识别新方法及其应用

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气候突变是气候系统在较短的时间内由一种稳定状态向另一种稳定状态过渡的行为,往往带来毁灭性的的灾难。以往对于气候突变研究只停留在单一时间序列突变点的检测上,鲜见有对突变过程性展开的研究。因此本文提出突变过程性的概念,将突变当做一次具有开始、发展、消亡的过程性事件加以研究。  第一章关于突变理论的提出以及气候学中关于突变的定义及其研究,指出以往的突变研究中突变过程性被忽略的事实,提出了突变过程性的概念。  第二章详细的提出突变的过程性研究方法,利用Logistic模型的突变性质,通过严格的数学推导给出反映突变过程性的参数之间的定量关系,并提出从实际时间序列中提取重要参数的方案,利用这些参数重现突变过程。本节还详细的讨论了模型中各参数对系统突变的影响,并给出对于单一时间序列的突变过程识别方案。  第三章和第四章将突变过程性识别方法应用于实际的气候系统时间序列的突变过程性检测:PDO指数序列和500hpa温度场时间序列。研究的过程中发现突变过程性识别方法真实的还原了气候系统的突变过程,并给出突变过程中相关参数的统计学特征,得出一些有意义的结论:1)变化幅度越大的突变,持续时间越短,危害性越大;2)气候系统突变过程的持续时间具有特定的离散特征;3)“始-末”状态空间相图表明系统存在三种基本状态;4)空间分布低纬度的气候突变变化幅度要小于高纬度的变化;5)海洋上空的突变持续时间在全球增暖的背景下有逐渐缩短的趋势;6)突变过程中系统的不稳定特性是增加的。
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