导语


从加拿大极端热浪，到德国的洪灾，从澳大利亚的森林大火，到中国河南的特大暴雨，极端天气已经成为新常态。气候变化正以我们所能感知的态势发生着。2021年诺贝尔物理学奖的一半被授予气象学家真锅淑郎和气象学家克劳斯·哈塞尔曼，“以表彰对地球气候的物理建模、量化变化和可靠地预测全球变暖”。表达了对人类命运的关切。不仅如此，空气污染与排放等因素也作为影响人类生活和生态环境的重要一环而一直备受关注。我们统一将这些放在地球系统科学研究的范畴中。近年来，系统科学、人工智能等学科的发展，为地球系统的研究提供了一系列有力的研究手段。

为了推进地球系统科学研究，集智俱乐部特联合气象学家和气象汇公众号联合发起筹备地球系统科学的主题读书会，系统地研究统计物理、深度学习等方法在地球系统科学中应用的相关文献，开展“地球系统科学因果推断”、“地球系统中的归因、临界问题”、“极端事件的同步和记忆效应 ”、“时空图神经网络”等等主题的报告分享，读书会于每周二晚上 7:00-9:00 进行讨论和分享，欢迎对地球系统科学领域感兴趣的朋友报名参加，可以获取回放，进入社群交流！






内容简介




背景介绍


近年来，随着一系列分析方法（如去趋势的波动分析法DFA、小波分析Wavelet等）的提出，越来越多的研究通过测量赫斯特（Hurst）指数已经证实气候系统中的很多变量都存在长程持续性，或者叫长期记忆性。这一特征意味着某气候变量在某时刻的状态会对未来有较长期的影响，因而引发了很多人的兴趣和关注。然而，什么是Hurst指数？Hurst指数的大小为何可以指示气候记忆性的强弱？以及如何将气候记忆性的概念应用于实际气候问题的研究中？这些内容在教科书中难以找到，在前沿文献中也罕有系统的介绍。为了更好地理解气候的记忆性特征，并推动相关理论和应用研究的深入发展，有必要从理论源头到当前应用进行一次细致的梳理。


报告内容


在本次报告中，将对气候系统长期记忆性背后的理论知识进行系统梳理，并简要介绍近年来基于气候系统长期记忆性特征的前沿进展。主要内容包括：
  1. 布朗运动；
  2. 随机游走理论；
  3. Hurst指数与气候长期记忆性；
  4. 气候记忆性的来源讨论及前沿应用；





主讲人




袁乃明，中山大学大气科学学院副教授，博士生导师，热带大气海洋系统科学教育部重点实验室副主任，中国科学院百人计划C类入选者。长期从事气候系统复杂性科学的研究，包括气候系统的分形、随机过程、复杂网络等领域，已在Nature Climate Change，PNAS，Journal of Climate等国内外高水平期刊发表论文近60篇，部分研究成果被“政府间气候变化专门委员会”IPCC第六次评估报告引用。已承担（含完成）国家自然科学基金面上项目2项，青年项目1项，国家重点研发计划专题1项，广东省面上项目1项，以及横向课题若干。2016年荣获世界气象组织（WMO）颁发的Mariolopoulos教授信托基金奖，2020年荣获谢义炳青年气象科技奖。2021年受邀担任欧洲科学理事会项目评审专家，学术期刊《Frontiers in Physics》客座编辑。

参考文献（包括书籍、论文 MLA格式）

  1. Yuan, N., Z. Fu., and S. Liu (2013), Long-term memory in climate variability: A new look based on fractional integral techniques, J. Geophys. Res. Atmos., 118, 12962-12969.

  2. Yuan, N., and Z. Fu (2014), Century-scale intensity modulation of large-scale variability in long historical temperature records, J. Climate, 27, 1742-1750.

  3. Yuan, N., M. Ding, Y. Huang, Z. Fu, E. Xoplaki, J. Luterbacher (2015a), On the long-term climate memory in the surface air temperature records over Antarctica: A Nonnegligible factor for trend evaluation, J. Climate, 28, 5922-5934.

  4. Yuan, N., Y. Huang, J. Duan, C. Zhu, E. Xoplaki, et al. (2019), On climate prediction: how much can we expect from climate memory? Climate Dyn., 52, 855-864.

  5. Franzke, C. L. E., S. Barbosa, R. Blender, H.-B. Fredriksen, T. Laepple, F. Lambert, T. Nilsen, K. Rypdal, M. Rypdal, M. G. Scotto, S. Vannitsem, N. W. Watkins, L. Yang, and N. Yuan (2020), The structure of climate variability across scales, Rev. Geophy., 58: e2019RG000657.





直播信息




时间

2022年3月29日（周二）晚上19:00-21:00


参与方式

  • 文末扫码参加地球系统科学读书会，加入群聊，获取系列读书会回看权限，成为地球系统科学社区种子用户，与其他的科研工作者沟通交流，共同推动地球系统科学的发展。
  • 集智俱乐部 B 站免费直播，扫码可预约。
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地球系统科学读书会招募中


地球科学是研究相互作用的大气圈、水圈、岩石圈和生物圈等组成的地球系统的形成、演化机制的学科。随着地球系统科学的不断发展，许多新方法被广泛地应用于分析和解决许多的地球系统科学问题。为了推进地球系统科学研究，集智俱乐部特联合气象学家和气象汇公众号联合发起筹备地球系统科学的主题读书会。

本读书会由邓琪敏、张钢锋、王硕、许菁等一线研究者共同发起的「地球系统科学」系列读书会，将组织大家系统地研究这些以统计物理方法、深度学习方法为核心在地球系统科学中应用的相关文献，深入研读相关文献，激发科研灵感。在每周二晚在线进行论文分享与讨论，共读共享。欢迎对地球系统科学感兴趣的朋友报名参与读书会，一起研读硬核内容！欢迎大家报名参加呀！

读书会大纲：

地球系统科学概览介绍——陈德亮院士
  1. 统计物理部分
  • 气候网络和渗流相变研究地球系统
  • 统计物理和本征微观态在地球系统的中应用

  • 由多个子系统耦合的地球系统

  • 极端天气的同步现象

  • 地球系统中的归因

  • 地球系统的临界问题

  1. 深度学习部分

  • 综述

  • 时空卷积网络

  • 时空图神经网络

  • 神经微分/偏微分方程

  • 地球系统科学因果推断


「地球系统科学」系列读书会参与方式


本次读书会适合的参与对象：

  • 基于复杂系统相关学科研究，对地球系统科学相关研究有浓厚兴趣的科研工作者；

  • 能熟练阅读英文文献，并对复杂科学充满激情，对世界的本质充满好奇的探索者；

  • 欢迎基于读书会所列文本和文献的具体探讨，提供适合的文献和主题的朋友；


运行模式

每 1 周由 1-2 名读书会成员领读相关论文，进行线上会议，与会者可以广泛参与讨论（以 PPT 讲解的形式，直播间互动交流）。


时间：

从2021年12月14日开始，每周二晚上19:00-21:00，持续时间预计 7-8 周。


方式：

此次读书会为线上闭门读书会，采用的会议软件是腾讯会议（请提前下载安装）。在扫码完成报名并添加负责人微信后，负责人将其拉入群聊，入群后告知具体的会议号码。


费用：

为了过滤一些非专业人士，甄选出真正对地球系统科学研究感兴趣、有相关研究经验的专业人士，保证读书会研讨质量，也为了激励大家学习、分享、总结，本期读书会将采取收费 – 退款的保证金模式。

报名步骤

扫码报名

第一步：扫码填写报名信息。

第二步：填写信息后，进入付款流程，提交保证金299元。（符合退费条件后可退费）

第三步：添加负责人微信，拉入对应的读书会讨论群。

（我们也会对每次分享的内容进行录制，剪辑后发布在集智学园官网上，供读书会成员回看）


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