Una Parametrización Estocástica Simple para Modelos Reducidos de Dinámicas Multiescalares
Autores: Abramov, Rafail
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2015
Acceso abierto
Artículo científico
2015
Una Parametrización Estocástica Simple para Modelos Reducidos de Dinámicas Multiescalares
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Procesos del mundo real
Dinámicas multiescala
Ciencia del clima
Simulaciones numéricas
Variables lentas
Ruido estocástico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las dinámicas multiescalares están frecuentemente presentes en procesos del mundo real, como la ciencia de la atmósfera-oceáno y el clima. Debido a la separación de escalas de tiempo entre un pequeño conjunto de variables que evolucionan lentamente y un conjunto mucho más grande de variables que cambian rápidamente, las simulaciones numéricas directas de tales sistemas son difíciles de llevar a cabo debido a la gran cantidad de variables dinámicas y la necesidad de un paso de discretización temporal extremadamente pequeño para resolver las dinámicas rápidas. Uno de los remedios comunes para esto es aproximar un sistema dinámico multiescalar mediante un modelo aproximado cerrado solo para las variables lentas, lo que reduce la dimensión efectiva total del espacio de fase de las dinámicas, así como permite un paso de discretización temporal más largo. Recientemente, desarrollamos un nuevo método para construir un modelo reducido determinista de dinámicas multiescalares donde los términos de acoplamiento fueron parametrizados a través del teorema de Fluctuación-Dissipación. En este trabajo, mejoramos aún más este método previamente desarrollado para modelos reducidos deterministas de dinámicas multiescalares al introducir un nuevo método para parametrizar interacciones lentas-rápidas a través de ruido estocástico aditivo de manera sistemática. Para el sistema Lorenz 96 de dos escalas con acoplamiento lineal, demostramos que el nuevo método es capaz de recuperar características adicionales de las dinámicas multiescalares en un modelo reducido forzado estocásticamente, que el método determinista previamente desarrollado no pudo reproducir.
Descripción
Las dinámicas multiescalares están frecuentemente presentes en procesos del mundo real, como la ciencia de la atmósfera-oceáno y el clima. Debido a la separación de escalas de tiempo entre un pequeño conjunto de variables que evolucionan lentamente y un conjunto mucho más grande de variables que cambian rápidamente, las simulaciones numéricas directas de tales sistemas son difíciles de llevar a cabo debido a la gran cantidad de variables dinámicas y la necesidad de un paso de discretización temporal extremadamente pequeño para resolver las dinámicas rápidas. Uno de los remedios comunes para esto es aproximar un sistema dinámico multiescalar mediante un modelo aproximado cerrado solo para las variables lentas, lo que reduce la dimensión efectiva total del espacio de fase de las dinámicas, así como permite un paso de discretización temporal más largo. Recientemente, desarrollamos un nuevo método para construir un modelo reducido determinista de dinámicas multiescalares donde los términos de acoplamiento fueron parametrizados a través del teorema de Fluctuación-Dissipación. En este trabajo, mejoramos aún más este método previamente desarrollado para modelos reducidos deterministas de dinámicas multiescalares al introducir un nuevo método para parametrizar interacciones lentas-rápidas a través de ruido estocástico aditivo de manera sistemática. Para el sistema Lorenz 96 de dos escalas con acoplamiento lineal, demostramos que el nuevo método es capaz de recuperar características adicionales de las dinámicas multiescalares en un modelo reducido forzado estocásticamente, que el método determinista previamente desarrollado no pudo reproducir.