非线性最优扰动方法在北方干旱化与人类活动的相互影响研究中的探索

研究中国北方干旱化与人类活动的相互影响具有重要的科学意义和实用价值。本项目拟用条件非线性最优扰动（CNOP）方法，初步探索中国北方干旱化和人类活动的相互影响。先着手对非线性大规模优化计算问题设计经济高效的并行算法，在此基础上，对三变量草原生态模式进行优化计算，研究由初始扰动（如人类活动影响）导致的转折与突变问题，确定产生转折与突变的阀值，用以指导采用人工灌溉或者人工增雨的方式来调整模式中降水的初值，以期改善半干旱地区的气候环境，防止其进一步干旱化；在前面工作基础上，再选用通用陆面模式（The Common Land Model, CLM3.0），用非线性最优扰动方法，研究由于敏感性参数（温度和降水）的变化与初始扰动所导致的转折和突变问题，确定产生转折和突变的阀值，量化估计敏感性参数的确定性与不确定性，探索未来20-50年中北方干旱化与人类活动相互影响的机制和趋势。