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可预报性理论

梁氏-克里曼信息流

信息流(或信息传输)是普通物理及动力学中一个重要的基本概念,在大气海洋科学(尤其是大气海洋的 可预报性研究)、神经科学、湍流研究、经济学、纳米技术、网络动力学、甚至生物进化论等各种学科中有着广泛的应用。世界上对它的关注已有几十年,但以前都只限于半经验性的探 讨,直到最近才由 Liang & Kleeman (2005, PRL 95, 244101) 开始建立起一套严格的体系将它公式化并得到准确解。这方面自2005年以来的系列工作可参见最近的一个受邀综述 (Liang, 2013, Entropy, 15, 327-360) 等。

比方说,人们很早就观察到baker transformation(见下图)这个系统中(类似日常生活中的擀面),横轴向纵轴源源不断地传输信息,而反向却没有。

梁氏-克里曼信息流在大气海洋中的一个重要应用就是它能给出一个地方或一个模态的可预报性向另一个地方或另一个模态的可预报性的传递。


相关文章下载:

Liang and Kleeman, 2005: Information Transfer between Dynamical System Components. Phys. Rev. Lett. 95, 244101.

X. San Liang, 2013: The Liang-Kleeman Information Flow: Theory and Applications. Entropy 15, 327-360.

X. San Liang, 2014: Unraveling the cause-effect relation between time series. Phys. Rev. E 90, 052150 (1-11)

X. San Liang, 2016: Information flow and causality as rigorous notions ab inito. Phys. Rev. E, 94, 052201-1-28

X. San Liang,2018,Causation and information flow with respect to relative entropy. Chaos. 28, 075311. DOI:10.1063/1.5010253