(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210770607.2 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨 浦区四平路1239号 (72)发明人 穆斌　李婧　袁时金　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 翁惠瑜 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种量化模式参数敏感性的北大西洋涛动 事件预测方法 (57)摘要 本发明涉及一种量化模式参数敏感性的北 大西洋涛动事件预测方法， 包括以下步骤： 1)基 于北大西洋涛动敏感性目标函数， 通过数值模式 中的大气组件集进行模拟， 从大气组件集的模式 参数中筛选 出若干个潜在敏感参数； 2)对若干个 潜在敏感参数进行单参数敏感性量化， 筛选出若 干个敏感性排名靠前的第一敏感参数； 3)通过协 方差自适应算法对若干个第一敏感参数进行多 参数组合敏感性量化， 获得包含多个第二敏感参 数的参数扰动向量； 4)通过参数扰动向量对北大 西洋涛动事件进行预测。 与现有技术相比， 本发 明避免了梯度信息的获取， 实现了物理参数的敏 感性分析， 考虑了多参数之间的相互作用， 提高 了北大西洋涛动事 件预报的准确性。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115203924 A 2022.10.18 CN 115203924 A 1.一种量化模式参数敏感性的北大西洋涛动事件预测方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 1)基于北大西洋涛动敏感性目标函数， 通过数值模式中的大气组件集进行模拟， 从大 气组件集的模式参数中筛 选出若干个潜在敏感参数； 2)对若干个潜在敏感参数进行单参数敏感性量化， 筛选出若干个敏感性排名靠前的第 一敏感参数； 3)通过协方差自适应算法对若干个第一敏感参数进行多参数组合敏感性量化， 获得包 含多个第二敏感参数的参数扰动向量； 4)通过参数扰动向量对北 大西洋涛动事 件进行预测。 2.根据权利要求1所述的一种量化模式参数敏感性的北大西洋涛动事件预测方法， 其 特征在于， 所述的北大西洋涛动敏感性目标函数为海平面气压距平定义的北大西洋涛动阻 塞指数。 3.根据权利要求2所述的一种量化模式参数敏感性的北大西洋涛动事件预测方法， 其 特征在于， 所述的北大西洋涛动敏感性目标函数对的物理约束按照各模式参数所代表的物 理变量的历史值范围定义。 4.根据权利要求3所述的一种量化模式参数敏感性的北大西洋涛动事件预测方法， 其 特征在于， 若模式参数值超出物理约束则限制在约束边界上。 5.根据权利要求1所述的一种量化模式参数敏感性的北大西洋涛动事件预测方法， 其 特征在于， 所述的步骤1)的具体过程包括： 在大气组件集的模式参数默认值的基础上， 以默认值的1％为步长， 叠加扰动并调用数 值模式执行一次模拟， 直至扰动达到参数默认值的20％， 筛选出与参考态相比模拟结果产 生变化的参数， 作为潜在敏感参数。 6.根据权利要求1所述的一种量化模式参数敏感性的北大西洋涛动事件预测方法， 其 特征在于， 所述的步骤2)的具体过程包括： 使用粒子群算法求解得到能引发目标函数极值的参数扰动， 并按目标函数值的大小对 潜在敏感参数进行排序， 筛选出若干个敏感性排名靠前 的潜在敏感参数， 作为第一敏感参 数。 7.根据权利要求1所述的一种量化模式参数敏感性的北大西洋涛动事件预测方法， 所 述的步骤3)的具体过程包括： 对若干个第一敏感参数进行组合， 对于包含n个第一敏感参数的组合， 生成长度为n的 参数扰动向量， 根据目标函数值排名和出现频次从生成的组合中选取敏感的组合进行更多 参数组合的实验。 8.根据权利要求1所述的一种量化模式参数敏感性的北大西洋涛动事件预测方法， 所 述的协方差自适应算法的具体过程包括： 从正态分布中生成新解， 调用模式积分计算出其相应的适应度值， 按照降序排列， 根据 极大似然估计更新分布参数： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115203924 A 2使用协方差矩阵表示分布中变量之间的成对依赖关系， 使用协方差矩阵适应来调 整协 方差矩阵C， 该分布的协方差矩阵的更新包含演化路径和自然梯度更新两部 分， 演化路径的 构造规则如下： 其中， 由于 μω设为 c表 示学习率， 因子 服从恒定状态 使得pt+1～N(0,Ct)， 更新方差矩阵C的过程如下： 演化路径的步长更新 规则为累积步长调整， 连续的搜索方向具有的演化路径为： 重复上述迭代， 直到达到最大迭代次数， 或者连续若干步目标函数不产生变化， 则终止 迭代。 9.一种电子设备， 其特征在于， 包括存储器和 处理器， 所述存储器存储有计算机程序， 所述处理器调用所述 程序指令能够执 行如权利要求1至8任一所述的预测方法。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 包括计算机程序， 所述计算机程序能够被 处理器执行以实现如权利要求1 ‑8任一所述的预测方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115203924 A 3