日前，由中国科学院海洋所副研究员张坤与中国科学院院士、复旦大学教授穆穆，复旦大学副教授戴国锟以及中国科学院大气物理研究所副研究员徐辉合作撰写的专著《条件非线性最优扰动及其在大气-海洋研究中的应用》，由科学出版社出版发行。
《条件非线性最优扰动及其在大气-海洋研究中的应用》专著封面
大气与海洋系统高度复杂且具非线性特性，传统线性方法在研究气候异常、极端事件和预报不确定性等方面局限性显著。为应对这一挑战，穆穆团队于 2003 年首创“条件非线性最优扰动”（Conditional Nonlinear Optimal Perturbations，简称 CNOP）方法，为探索大气海洋系统演变的非线性不稳定机制开辟新路径。该方法已广泛应用于黑潮、ENSO、热带气旋、中高纬阻塞等多个高影响海气事件研究，推动了非线性理论在大气 - 海洋科学中的发展。
此专著全书共 8 章，系统介绍了 CNOP 的理论基础、数值实现方法，并结合大量案例展示其应用价值。第 1 章总体描述了 CNOP 方法的理论基础，涵盖提出背景、发展历程、理论框架、物理意义及数值求解方法。第 2 章结合不同数值模式，详细介绍用伴随方法、粒子群优化算法等多种优化算法数值求解 CNOP，读者还可扫描本书封底二维码下载 CNOP 计算程序。第 3 章至第 8 章是应用篇，介绍了该方法在 ENSO 春季预报障碍、台风目标观测、阻塞和北大西洋涛动可预报性、大西洋经圈翻转环流研究、黑潮大弯曲路径变异和黑潮入侵南海研究、陆地生态系统模拟不确定性研究中的成功应用。
据介绍，作者期望读者通过学习本书，将 CNOP 与大气 - 海洋科学关键问题结合，从动力学问题、计算资源利用、可预报性、目标观测、集合预报、人工智能和深度学习等方面，进一步推广该方法应用，为实际业务预报和预测作贡献，提高我国天气和气候预测水平。
据悉，书籍撰写过程中，众多专家学者给予了支持帮助。该书出版还得到国家自然科学基金委员会基础科学中心项目等多个项目资助。
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