扬州大学物理科学与技术学院导师介绍：封国林

　　工作与学习简历：
　　
　　封国林，教授，博士, 硕士生导师。1984.9 -1988.7北京师范大学物理系理论物理专业获学士学位，1988－1991年在江苏农学院工作；1991.7－1994.6在北京师范大学物理系和中国气象科学研究院攻读非线性专业，获硕士学位。1999.7－2002.5在兰州大学师从丑纪范院士读博士，获博士学位。2002.5－2004.12 在中国科学院大气物理研究所做博士后。现为扬州大学教授，国家气候中心兼职研究员，博士生导师，兰州大学兼职教授，博士生导师，中国气象科学研究院博士研 究生导师。1999年获江苏省科技进步三等奖，同年被评为江苏省优秀青年骨干教师；2000年6月破格晋升副教授，2000年评为扬州大学新世纪学术带头 人培养人选；2002年10月被扬州大学低职高聘为教授；2005年，被兰州大学聘为兼职教授、博士生导师；2006年4月被中国气象科学研究院评为博士 生导师。从事非线性气候动力学、极端气候事件和观测数据的非线性时空分布理论与方法研究。近十多年，先后主持国家自然科学基金面上项目5项，国家自然科学 基金重点项目1项，在国家科技支撑项目、国家科技部973计划等项目中担任课题组长，在财政部和国家科技部公益性行业（气象）科研专项经费项目中任项目主 持人。目前，在多种核心学术期刊以上（含核心期刊）发表研究论文100多篇，同时担任《Climatic Change》等近20种刊物的学术评审以及国 家自然科学基金委员会的项目评审。
　　
　　主要研究领域：
　　
　　非线性气候动力学
　　
　　招收研究生的专业方向：
　　
　　理论物理
　　
　　已有的研究工作：
　　
　　1）由历史资料改进动力季节预测的关键技术研究
　　
　　（1） 构建区域短期气候预测模型。用非绝热加热率的热流量方程作为基本出发方程，采用包含多时次气候场的自忆性方程，在求记忆系数的过程中从观测资料中提取有用 信息，以“时间”信息替代“空间”信息；构建一个包含地表气温、降水和位势高度等要素区域气候的自忆预测模式，在此基础上，考虑区域降水特点，组合均生函 数时序模型，构造了月、季、年区域降水预报模式。目前，该模式已用于国家气候中心等部门作业务运行，几年的预测结果充分表明该模式具有较高的预测能力，为 短期区域气候预测提供了一条可行的途径。
　　
　　（2） 动力延伸预报。提出了提取数值模式相空间中对初值不敏感的可预报稳定分量，延伸可预报时效，突破天气预报时效不超过两周的理论上限。基于动力相似预报策略 和方法，开发适用于我国不同区域气候预测的物理相似指标及相应的误差估计方案，发展了改进模式季节预测的方法和应用技术；在国家气候中心业务平台上进行技 术集成和应用试验检验，为防灾减灾提供科技支持。
　　
　　（3） 回溯时间差分格式的研究。从方法论的角度提出和发展一种能包含多个初始场信息的新格式——¬回溯时间差分格式，将动力学计算与用历史数据估计参数有机结 合，达到提高短期气候预测精度的目的。从理论上证明了回溯时间差分格式与多层次二项式及多层次平均格式的等价性，说明了该格式的合理性、广泛性和普遍性。 对格式的稳定性分析回答了多时刻模式为什么能提高短期气候预测精度，奠定了多时刻模式的数理基础。
　　
　　2）极端气候事件的研究
　　
　　（1） 极端事件阈值的研究。提出了利用去趋势波动分析法确定极端事件的阈值方法，建立了极端事件的检测指标体系，对比分析了在全球增暖背景下指标体系可能的变化 规律；基于极端事件指标体系，从高发期、间歇期等方面分析了近50年来中国极端高温和极端低温事件的年代际特征，并给出其时空演变图像，该成果已应用于国 家气候中心极端事件的业务监测检测系统中，用于业务的发布平台。
　　
　　（2）破纪录事件预测理论研究及蒙特卡罗模拟。基于气候观测数据中的初始场信息，提出破纪录事件概率理论，讨论了破纪录温度的可预测性，预警可能达到的高（低）温极限值。采用蒙特卡罗方法，模拟了在全球增暖背景下中国过去50年和未来100年高温破纪录事件的统计规律。目前，该理论成果已用于极端干旱事件的研究中，给出了未来20-50年干旱预测前景，并作为国家重点基础研究发展计划“北方干旱化与人类适应（2006CB400503）”2008年度5项代表性成果之一，上报科技部。
　　
　　（3）中国近58年温度极端事件的区域特征及其与气候突变的联系。对极端高温/低温事件进行检测的基础上，基于动力学结构特征，得到8个不同的特征区。讨论了特征区内年均温度变化规律和年极端温度出现的天数，并研究了其与气候突变的关系，为极端事件的产生机制奠定基础。
　　
　　（4）中国近1000年旱涝事件的持续性特征研究。定义了描述旱（涝）持续性的尺度因子并对华北和江淮流域旱（涝）发生的持续性特征进行研究。从侧面验证了旱涝事件群发现象的存在，近30a的中国北方干旱化可能是自然变率起主导作用下人为变率和自然变率共同作用的结果。
　　
　　3）非线性动力学和观测数据的非线性时空分布理论和方法
　　
　　（1）研究了海-气 相互作用的演化规律。将简化的海-气相互作用动力学方程转化成Fokker-Planck方程（FPE）后，从理论上研究了海-气相互作用的演化规律，成 功揭示ENSO的许多重要现象及其物理机制，并利用非线性科学的最新成果分析ENSO的演变过程，已用于国家气候中心ENSO预报业务系统中。
　　
　　（2） 研发多种检测方法，揭示我国北方近2000年来干旱化的转折和突变事实及其可能的驱动因子。基于非线性理论研究成果，集中研发了一系列针对非线性时间序列 的突变检测方法（包括近似熵、启发式分割算法（BG算法）、动力学Q指数、滑动去趋势波动检测等方法），将其运用到观测数据的非线性时空分布规律研究中 去，从而确认了中国北方近2000年来干旱化的事实及其转折和突变。
　　
　　（3） 探讨了各种气象要素的转折/突变性质及与极端气候事件的联系。采用非线性动力学突变检测方法，分析了各种气候要素场资料，加深了对发生在20世纪70年代 末80年代初的全球尺度气候突变的理解。研究认为，20世纪70年代末80年代初各种要素的转折/突变性质可能是动力学结构的改变或系统参数的改变而导致 的，1970s全球海气系统的年代际突变最初可能起源于海洋，而且北太平洋存在海气耦合的相互作用机制，突变存在前期信号，海气系统的年代际变率具有可预 报性。
　　
　　（4）分析了观测数据的概率密度随时间演化规律及预测方法。干旱和洪涝是小概率事件，将降水时间序列转化成概率密度随时间的演变后，可将降水事件的两种极端现象干旱和洪涝有机地结合在一起，从而从时空角度对小概率事件的演变规律进行全局性研究。