题目：厄尔尼诺预测中的复杂系统理论与方法

报告人：孟君 副研究员（中国科学院大气物理研究所）

时 间：2025年10月18日（周六）下午3:30

地 点：线下—良乡校区，理学楼B203会议室

摘要：

气候系统是典型的复杂系统，具备显著的多尺度、非线性等特性，为系统科学理论发展提供了丰富的现实应用场景。我们的研究涉及复杂系统理论与方法对极端天气、气候临界点及气候变化等重要气候现象的交叉研究，聚焦系统科学理论的发展与方法创新。本报告以高影响气候事件厄尔尼诺现象为例，该现象指的是赤道中东太平洋的异常升温，平均每2-7年发生一次，对全球极端温度和降水产生重大影响。然而由于海气耦合的不确定性和非线性，其长期预测目前仍面临巨大挑战。针对该问题，我们基于统计物理、非线性时间序列分析、信息熵等理论方法，提出了气候网络的结构相变、系统样本熵、物理约束的深层储备池学习等一系列交叉研究框架，成功实现了对厄尔尼诺现象的早期准确预测，并揭示了该现象的爆发与赤道中、东太平洋区域海水温度同步性，西太平洋WWV存在显著关联，此外我们近期还提出了ENSO双稳态模型，用来刻画厄尔尼诺现象的振荡机制，并预言了其在气候变化下的临界行为与未来演化。

简历：

孟君，中国科学院大学大气物理研究所，副研究员，中科院百人计划B。2014年博士毕业于中国科学院理论物理研究所，之后先后在中国科学院物理研究所（2014-2016）、以色列巴伊兰大学（2015-2018）和德国波茨坦气候影响研究所（2018-2020）从事博士后研究。以第一或通讯作者在Nature Communications、PNAS、Physics Reports等权威期刊发表论文12篇。主要研究方向为统计物理与气候科学的交叉研究，致力于揭示气候系统演化的内在物理机制与规律，并推动统计物理理论与方法的创新。发展了气候网络的统计物理分析框架，揭示气候系统多尺度关联结构与互馈机制；提出了基于统计物理相变理论的气候演化分析新框架，将相变理论创新性地拓展应用至气候系统研究中；构建了以系统复杂度为核心的非线性时间序列分析方法，首次提出并定量表征了“天气无序度”和“系统复杂度”等关键概念，深入解析天气稳定性与极端事件可预测性的内在机制。

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邀请人： 刘鹏 研究员

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承办单位：物理学院、先进光电量子结构设计与测量教育部重点实验室