揚州大學物理科學與技術學院導師：封國林 正文

　　工作與學習簡歷：
　　
　　封國林，教授，博士, 碩士生導師。1984.9 -1988.7北京師范大學物理系理論物理專業(yè)獲學士學位，1988－1991年在江蘇農(nóng)學院工作；1991.7－1994.6在北京師范大學物理系和中國氣象科學研究院攻讀非線性專業(yè)，獲碩士學位。1999.7－2002.5在蘭州大學師從丑紀范院士讀博士，獲博士學位。2002.5－2004.12 在中國科學院大氣物理研究所做博士后。現(xiàn)為揚州大學教授，國家氣候中心兼職研究員，博士生導師，蘭州大學兼職教授，博士生導師，中國氣象科學研究院博士研 究生導師。1999年獲江蘇省科技進步三等獎，同年被評為江蘇省優(yōu)秀青年骨干教師；2000年6月破格晉升副教授，2000年評為揚州大學新世紀學術帶頭 人培養(yǎng)人選；2002年10月被揚州大學低職高聘為教授；2005年，被蘭州大學聘為兼職教授、博士生導師；2006年4月被中國氣象科學研究院評為博士 生導師。從事非線性氣候動力學、極端氣候事件和觀測數(shù)據(jù)的非線性時空分布理論與方法研究。近十多年，先后主持國家自然科學基金面上項目5項，國家自然科學 基金重點項目1項，在國家科技支撐項目、國家科技部973計劃等項目中擔任課題組長，在財政部和國家科技部公益性行業(yè)（氣象）科研專項經(jīng)費項目中任項目主 持人。目前，在多種核心學術期刊以上（含核心期刊）發(fā)表研究論文100多篇，同時擔任《Climatic Change》等近20種刊物的學術評審以及國 家自然科學基金委員會的項目評審。
　　
　　主要研究領域：
　　
　　非線性氣候動力學
　　
　　招收研究生的專業(yè)方向：
　　
　　理論物理
　　
　　已有的研究工作：
　　
　　1）由歷史資料改進動力季節(jié)預測的關鍵技術研究
　　
　?。?） 構建區(qū)域短期氣候預測模型。用非絕熱加熱率的熱流量方程作為基本出發(fā)方程，采用包含多時次氣候場的自憶性方程，在求記憶系數(shù)的過程中從觀測資料中提取有用 信息，以“時間”信息替代“空間”信息；構建一個包含地表氣溫、降水和位勢高度等要素區(qū)域氣候的自憶預測模式，在此基礎上，考慮區(qū)域降水特點，組合均生函 數(shù)時序模型，構造了月、季、年區(qū)域降水預報模式。目前，該模式已用于國家氣候中心等部門作業(yè)務運行，幾年的預測結果充分表明該模式具有較高的預測能力，為 短期區(qū)域氣候預測提供了一條可行的途徑。
　　
　　（2） 動力延伸預報。提出了提取數(shù)值模式相空間中對初值不敏感的可預報穩(wěn)定分量，延伸可預報時效，突破天氣預報時效不超過兩周的理論上限。基于動力相似預報策略 和方法，開發(fā)適用于我國不同區(qū)域氣候預測的物理相似指標及相應的誤差估計方案，發(fā)展了改進模式季節(jié)預測的方法和應用技術；在國家氣候中心業(yè)務平臺上進行技 術集成和應用試驗檢驗，為防災減災提供科技支持。
　　
　?。?） 回溯時間差分格式的研究。從方法論的角度提出和發(fā)展一種能包含多個初始場信息的新格式——¬回溯時間差分格式，將動力學計算與用歷史數(shù)據(jù)估計參數(shù)有機結 合，達到提高短期氣候預測精度的目的。從理論上證明了回溯時間差分格式與多層次二項式及多層次平均格式的等價性，說明了該格式的合理性、廣泛性和普遍性。 對格式的穩(wěn)定性分析回答了多時刻模式為什么能提高短期氣候預測精度，奠定了多時刻模式的數(shù)理基礎。
　　
　　2）極端氣候事件的研究
　　
　?。?） 極端事件閾值的研究。提出了利用去趨勢波動分析法確定極端事件的閾值方法，建立了極端事件的檢測指標體系，對比分析了在全球增暖背景下指標體系可能的變化 規(guī)律；基于極端事件指標體系，從高發(fā)期、間歇期等方面分析了近50年來中國極端高溫和極端低溫事件的年代際特征，并給出其時空演變圖像，該成果已應用于國 家氣候中心極端事件的業(yè)務監(jiān)測檢測系統(tǒng)中，用于業(yè)務的發(fā)布平臺。
　　
　　（2）破紀錄事件預測理論研究及蒙特卡羅模擬?；跉夂蛴^測數(shù)據(jù)中的初始場信息，提出破紀錄事件概率理論，討論了破紀錄溫度的可預測性，預警可能達到的高（低）溫極限值。采用蒙特卡羅方法，模擬了在全球增暖背景下中國過去50年和未來100年高溫破紀錄事件的統(tǒng)計規(guī)律。目前，該理論成果已用于極端干旱事件的研究中，給出了未來20-50年干旱預測前景，并作為國家重點基礎研究發(fā)展計劃“北方干旱化與人類適應（2006CB400503）”2008年度5項代表性成果之一，上報科技部。
　　
　　（3）中國近58年溫度極端事件的區(qū)域特征及其與氣候突變的聯(lián)系。對極端高溫/低溫事件進行檢測的基礎上，基于動力學結構特征，得到8個不同的特征區(qū)。討論了特征區(qū)內(nèi)年均溫度變化規(guī)律和年極端溫度出現(xiàn)的天數(shù)，并研究了其與氣候突變的關系，為極端事件的產(chǎn)生機制奠定基礎。
　　
　　（4）中國近1000年旱澇事件的持續(xù)性特征研究。定義了描述旱（澇）持續(xù)性的尺度因子并對華北和江淮流域旱（澇）發(fā)生的持續(xù)性特征進行研究。從側面驗證了旱澇事件群發(fā)現(xiàn)象的存在，近30a的中國北方干旱化可能是自然變率起主導作用下人為變率和自然變率共同作用的結果。
　　
　　3）非線性動力學和觀測數(shù)據(jù)的非線性時空分布理論和方法
　　
　?。?）研究了海-氣 相互作用的演化規(guī)律。將簡化的海-氣相互作用動力學方程轉化成Fokker-Planck方程（FPE）后，從理論上研究了海-氣相互作用的演化規(guī)律，成 功揭示ENSO的許多重要現(xiàn)象及其物理機制，并利用非線性科學的最新成果分析ENSO的演變過程，已用于國家氣候中心ENSO預報業(yè)務系統(tǒng)中。
　　
　?。?） 研發(fā)多種檢測方法，揭示我國北方近2000年來干旱化的轉折和突變事實及其可能的驅動因子?；诜蔷€性理論研究成果，集中研發(fā)了一系列針對非線性時間序列 的突變檢測方法（包括近似熵、啟發(fā)式分割算法（BG算法）、動力學Q指數(shù)、滑動去趨勢波動檢測等方法），將其運用到觀測數(shù)據(jù)的非線性時空分布規(guī)律研究中 去，從而確認了中國北方近2000年來干旱化的事實及其轉折和突變。
　　
　?。?） 探討了各種氣象要素的轉折/突變性質(zhì)及與極端氣候事件的聯(lián)系。采用非線性動力學突變檢測方法，分析了各種氣候要素場資料，加深了對發(fā)生在20世紀70年代 末80年代初的全球尺度氣候突變的理解。研究認為，20世紀70年代末80年代初各種要素的轉折/突變性質(zhì)可能是動力學結構的改變或系統(tǒng)參數(shù)的改變而導致 的，1970s全球海氣系統(tǒng)的年代際突變最初可能起源于海洋，而且北太平洋存在海氣耦合的相互作用機制，突變存在前期信號，海氣系統(tǒng)的年代際變率具有可預 報性。
　　
　?。?）分析了觀測數(shù)據(jù)的概率密度隨時間演化規(guī)律及預測方法。干旱和洪澇是小概率事件，將降水時間序列轉化成概率密度隨時間的演變后，可將降水事件的兩種極端現(xiàn)象干旱和洪澇有機地結合在一起，從而從時空角度對小概率事件的演變規(guī)律進行全局性研究。
 

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