混沌分形理论研究及其在华南降水系统中的应用

针对复杂、灾害性天气系统的动力学建模方法，面对降水系统是由天气系统的多变量动态非线性复合，缺乏对于降水系统的形成以及演变过程的混沌分形理论研究，以及影响降水系统多变量的时间尺度和空间尺度信息传递、动力学演变过程的关键技术问题研究。.本项目拟建立降水的时间尺度和空间尺度的非线性动力系统，对系统的形成和演变过程进行研究。采用混沌理论中的相空间重构技术，嵌入技术，拓扑熵理论、逆像熵并借助于分形理论和符号动力学，来研究降水的时间尺度和空间尺度的天气系统的形成以及演变过程，揭示降水所表征的天气动力系统的复杂运动特征，发现其内在的、有序的、确定性天气系统演化规律，探讨降水系统天气混沌动力系统的演化过程，建立降水系统天气混沌动力系统，以此对华南地区降水进行较为准确的预测，其方法对于减灾预警技术进行新的建模理论方法研究，具有重要的有意义，同时也为非线性学科和大气学科研究拓展新的应用研究领域。

针对复杂、灾害性天气系统的动力学建模方法，面对天气系统由多变量的动态非线性复合，缺乏对于降水系统的形成以及演变过程的混沌分形理论研究，以及影响降水系统多变量的时间尺度和空间尺度信息传递、动力学演变过程的关键技术问题研究。本项目主要讨论动力系统混沌分形理论研究及其在华南月降水量预测中的应用，其中在理论方面对动力系统拓扑熵、逆像熵及混沌分形理论中相关问题开展研究，在应用方面探讨降水系统天气混沌动力系统的演化过程，以此对华南地区降水进行较为准确的预测。发表学术论文 27 篇，开发计算机软件著作版权 3 套，专利 2 项。研究成果主要包括以下几个方面：群作用的热力学公式及混沌，原像压的平衡态，超空间系统及一维动力系统的动力学，水文混沌系统识别的理论分析，多元多模式神经网络降水模型，华南地区降水天气系统的时间-空间混沌识别等。这些工作具有很好的理论意义及在降水预测方面具有不错的应用价值。