基于遗传优化的西太平洋副高异常活动年份的动力预报模型反演

洪梅; 张韧; 刘科峰

doi:10.7498/aps.62.070505

摘要

基于2000–2010年NECR/NECP的500 hPa位势场资料, 用EOF时空分解方法和动力模型重构思想, 通过遗传算法的全局优化搜索和并行计算途径, 开展了500 hPa位势场动力预报模型反演, 建立了刻画副高活动的非线性动力预报模型, 实现了副高活动的中长期预报. 模型预报试验表明, 该模型对副高的中长期活动, 尤其是异常活动能够较好地描述和预报, 进而为副高等复杂天气系统的预报探索了新的方法思路.

关键词:

Abstract

On the basis of the potential field data on 500 hPa from 2000-2010 from NCEP/NCAR, introducing the ideas of EOF(empirical orthogonal function) time-space separation and the dynamic system reconstruction of time series, with the advantages of the global optimization and parallel calculation by genetic assistance, dynamic model inversion is carried out, thus a nonlinear forecast model of the subtropical high activity and aberrance is established. And a mid/long-range forecast of subtropical high activity was carried out. The results of dynamic model forecast experiment showed that the mid/long-range forecast of subtropical high pressure by our model can be very actual. Especially, the aberrance of the subtropical high pressure can be drawn and forecast. A new method of idea is presented for diagnosing and forecasting such complicated weathers as subtropical high activity.

Keywords:

作者及机构信息

1.
解放军理工大学气象海洋学院军事海洋环境军队重点实验室, 南京 211101

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 41005025/D0505, 41075045)、江苏省自然科学基金(批准号: BK2011123)和解放军理工大学预研基金资助的课题.

Authors and contacts

1.
Institute of Meteorology, PLA University of Science and Technology, Nanjing 211101, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 41005025/D0505, 41075045), the Natural Science Foundation of Jiangsu Province, China (Grant No. BK2011123), and the Advanced Research Program of PLA University of Science and Technology.

参考文献

[1]	Lau K M, Li M T 1984 Bull. Amer. Meteor. Soc. 65 114
[2]	Zhu Q G, He J H, Wang P X 1986 Advances in Atmospheric Sciences 3 466
[3]	Huang R H, Wu Y F 1989 Advances in Atmospheric Sciences 6 21
[4]	Wu G X, Chou J F, Liu Y M 2003 Chinese Journal of Atmospheric Sciences 27 503 (in Chinese) [吴国雄, 丑纪范, 刘屹岷 2003 大气科学 27 503]
[5]	Zhao Z G 1999 Summertime Floods and Drought s in China and t he Associated Circulations (Beijing: China Meteorological Press) p45 (in Chinese) [赵振国 1999 中国夏季旱涝及环境场(北京: 气象出版社) 第45页]
[6]	Mu Q Z, Wang SW, Zhu J H 2001 Chinese Journal of Atmospheric Sciences 25 787 (in Chinese) [慕巧珍, 王绍武, 朱锦红 2001 大气科学 25 787]
[7]	Lu R Y 2002 Advances in Atmospheric Sciences 19 1004
[8]	Sui C H, Chung P H, Li T 2007 Geophys. Res. Lett. 34 11701
[9]	Kang I S, Lee J Y, Park C K 2004 J. Climate 17 834
[10]	ShiH B, Zhou T J, Wan H 2008 Chinese Journal of Atmospheric Sciences 32 36 (in Chinese) [施洪波, 周天军, 万慧 2008 大气科学 32 36]
[11]	Li L J, Wang B, Wang Y Q 2007 Advances in Atmospheric Sciences 24 323
[12]	Wang B, Wan H, Ji Z Z 2004 Science in China A 47 (Suppl.) 4
[13]	Zhou T J, Yu R C 2006 J. Climate 19 5843
[14]	Li L J, Wang B, Zhou T J 2007 Geophys. Res. Lett. 34 18807
[15]	Hong M, Zhang R, He J H, Xue F, Ge J J 2010 Acta Phys. Sin. 59 6871 (in Chinese) [洪梅, 张韧, 何金海, 薛峰, 葛晶晶 2010 59 6871]
[16]	Zhang R, Hong M 2008 Chinese Journal of Ceophysics 51 203 (in Chinese) [张韧, 洪梅 2008 地球 51 203]
[17]	Chen T L, Gao Z Y, Li K P 2003 Chin. Phys. 12 1213
[18]	Dai D, Ma X K, You Y, Li F C 2002 Acta Phys. Sin. 51 2459 (in Chinese) [戴栋, 马西奎, 李富才, 尤勇 2002 51 2459]
[19]	Li Z C, Chen D H 2002 Journal of Applied Meteorological Science 13 1 (in Chinese) [李泽春, 陈德辉 2002 应用气象学报 13 1]
[20]	Tan J Q, Xie Z H, Ji L R 2003 Advances of Atmospheric Sciences 20 837
[21]	Zou L W, Zhou T J, Wu B, Chen H M, Li L J 2009 Chinese Journal of Atmospheric Sciences 33 959 (in Chinese) [邹立维, 周天军, 吴波, 陈昊明, 李立娟 2009 大气科学 33 959]
[22]	Lecture F 1981 Notes in Mathematics 898 361

施引文献

[1]	Lau K M, Li M T 1984 Bull. Amer. Meteor. Soc. 65 114
[2]	Zhu Q G, He J H, Wang P X 1986 Advances in Atmospheric Sciences 3 466
[3]	Huang R H, Wu Y F 1989 Advances in Atmospheric Sciences 6 21
[4]	Wu G X, Chou J F, Liu Y M 2003 Chinese Journal of Atmospheric Sciences 27 503 (in Chinese) [吴国雄, 丑纪范, 刘屹岷 2003 大气科学 27 503]
[5]	Zhao Z G 1999 Summertime Floods and Drought s in China and t he Associated Circulations (Beijing: China Meteorological Press) p45 (in Chinese) [赵振国 1999 中国夏季旱涝及环境场(北京: 气象出版社) 第45页]
[6]	Mu Q Z, Wang SW, Zhu J H 2001 Chinese Journal of Atmospheric Sciences 25 787 (in Chinese) [慕巧珍, 王绍武, 朱锦红 2001 大气科学 25 787]
[7]	Lu R Y 2002 Advances in Atmospheric Sciences 19 1004
[8]	Sui C H, Chung P H, Li T 2007 Geophys. Res. Lett. 34 11701
[9]	Kang I S, Lee J Y, Park C K 2004 J. Climate 17 834
[10]	ShiH B, Zhou T J, Wan H 2008 Chinese Journal of Atmospheric Sciences 32 36 (in Chinese) [施洪波, 周天军, 万慧 2008 大气科学 32 36]
[11]	Li L J, Wang B, Wang Y Q 2007 Advances in Atmospheric Sciences 24 323
[12]	Wang B, Wan H, Ji Z Z 2004 Science in China A 47 (Suppl.) 4
[13]	Zhou T J, Yu R C 2006 J. Climate 19 5843
[14]	Li L J, Wang B, Zhou T J 2007 Geophys. Res. Lett. 34 18807
[15]	Hong M, Zhang R, He J H, Xue F, Ge J J 2010 Acta Phys. Sin. 59 6871 (in Chinese) [洪梅, 张韧, 何金海, 薛峰, 葛晶晶 2010 59 6871]
[16]	Zhang R, Hong M 2008 Chinese Journal of Ceophysics 51 203 (in Chinese) [张韧, 洪梅 2008 地球 51 203]
[17]	Chen T L, Gao Z Y, Li K P 2003 Chin. Phys. 12 1213
[18]	Dai D, Ma X K, You Y, Li F C 2002 Acta Phys. Sin. 51 2459 (in Chinese) [戴栋, 马西奎, 李富才, 尤勇 2002 51 2459]
[19]	Li Z C, Chen D H 2002 Journal of Applied Meteorological Science 13 1 (in Chinese) [李泽春, 陈德辉 2002 应用气象学报 13 1]
[20]	Tan J Q, Xie Z H, Ji L R 2003 Advances of Atmospheric Sciences 20 837
[21]	Zou L W, Zhou T J, Wu B, Chen H M, Li L J 2009 Chinese Journal of Atmospheric Sciences 33 959 (in Chinese) [邹立维, 周天军, 吴波, 陈昊明, 李立娟 2009 大气科学 33 959]
[22]	Lecture F 1981 Notes in Mathematics 898 361

[1]	王超, 李绣峰, 张生俊, 王如志. 基于遗传算法的宽带渐变电阻膜超材料吸波器设计. , 2024, 73(7): 074101. doi: 10.7498/aps.73.20231781
[2]	栾迦淇, 张亚杰, 陈羽, 郜定山, 李培丽, 李嘉琦, 李佳琪. 基于遗传算法的太赫兹多功能可重构狄拉克半金属编码超表面. , 2024, 73(14): 144204. doi: 10.7498/aps.73.20240225
[3]	李铁军, 孙跃, 郑骥文, 邵桂芳, 刘暾东. 基于遗传算法的Au-Cu-Pt三元合金纳米粒子的稳定结构研究. , 2015, 64(15): 153601. doi: 10.7498/aps.64.153601
[4]	常红伟, 马华, 张介秋, 张志远, 徐卓, 王甲富, 屈绍波. 基于加权实数编码遗传算法的超材料优化设计. , 2014, 63(8): 087804. doi: 10.7498/aps.63.087804
[5]	何然, 黄思训, 周晨腾, 姜祝辉. 遗传算法结合正则化方法反演海洋大气波导. , 2012, 61(4): 049201. doi: 10.7498/aps.61.049201
[6]	俎云霄, 周杰. 基于组合混沌遗传算法的认知无线电资源分配. , 2011, 60(7): 079501. doi: 10.7498/aps.60.079501
[7]	汪剑波, 卢俊. 双屏频率选择表面结构的遗传算法优化. , 2011, 60(5): 057304. doi: 10.7498/aps.60.057304
[8]	胡晓琴, 谢国锋. 遗传算法优化BaTiO3壳模型势参数. , 2011, 60(1): 013401. doi: 10.7498/aps.60.013401
[9]	宋丹, 张晓林. 基于不动点理论的多系统兼容接收机频点选择问题的研究与遗传算法实现. , 2010, 59(9): 6697-6705. doi: 10.7498/aps.59.6697
[10]	洪梅, 张韧, 何金海, 薛峰, 葛晶晶. 基于空间基函数客观拟合的副高突变与多态机理分析. , 2010, 59(10): 6871-6881. doi: 10.7498/aps.59.6871
[11]	程兴华, 唐龙谷, 陈志涛, 龚敏, 于彤军, 张国义, 石瑞英. GaMnN材料红外光谱中洛伦兹振子模型的遗传算法研究. , 2008, 57(9): 5875-5880. doi: 10.7498/aps.57.5875
[12]	牛培峰, 张君, 关新平. 基于遗传算法的混沌系统二自由度比例-积分-微分控制研究. , 2007, 56(7): 3759-3765. doi: 10.7498/aps.56.3759
[13]	牛培峰, 张君, 关新平. 基于遗传算法的统一混沌系统比例-积分-微分神经网络解耦控制研究. , 2007, 56(5): 2493-2497. doi: 10.7498/aps.56.2493
[14]	林海, 吴晨旭. 基于遗传算法的重复囚徒困境博弈策略在复杂网络中的演化. , 2007, 56(8): 4313-4318. doi: 10.7498/aps.56.4313
[15]	龚春娟, 胡雄伟. 遗传算法优化设计三角晶格光子晶体. , 2007, 56(2): 927-932. doi: 10.7498/aps.56.927
[16]	钟会林, 吴福根, 姚立宁. 遗传算法在二维声子晶体带隙优化中的应用. , 2006, 55(1): 275-280. doi: 10.7498/aps.55.275
[17]	保文星, 朱长纯, 崔万照. 基于克隆选择的混合遗传算法在碳纳米管结构优化中的研究. , 2005, 54(11): 5281-5287. doi: 10.7498/aps.54.5281
[18]	王东风. 基于遗传算法的统一混沌系统比例-积分-微分控制. , 2005, 54(4): 1495-1499. doi: 10.7498/aps.54.1495
[19]	吴忠强, 奥顿, 刘坤. 基于遗传算法的混沌系统模糊控制. , 2004, 53(1): 21-24. doi: 10.7498/aps.53.21
[20]	戴栋, 马西奎, 李富才, 尤勇. 一种基于遗传算法的混沌系统参数估计方法. , 2002, 51(11): 2459-2462. doi: 10.7498/aps.51.2459

计量

文章访问数: 6053
PDF下载量: 520
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板