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机理模型是Bottom Up,经验模型是Top Down

已有 15632 次阅读 2013-7-20 06:19 |个人分类:交流篇|系统分类:科研笔记| Top, Bottom, down, 机理模型, 经验模型

学生在气象局工作,说到现在的产量预报方法,仍然是统计预报方法。我不以为然,这种方法,很有局限,从八十年代气科院王馥棠等先生开始,就是这种做法。几十年过去了,这玩意还那么有生命力,这是为什么?就是它简单,直接建立产量(气象产量)与气象因子的多元相关模型。就是从多年的统计产量中,去除时间趋势,得到的波动就是气象产量,然后对应生育期的气象要素:光照、温度、降水等,建立相关关系。

 

对于科学家,往往不屑于或者不能停留在这个水平,因此就有很多机理模型出现,就是我们现在用的作物模型。作物模型是从作物生长过程中的气象和土壤的限制出发,从光合作用、干物质积累、分配,到产量形成的定量分析。

 

我的理解这是Bottom Up的方法,就是自下而上的方法。这种方法有什么缺陷呢?它的缺陷做模型的都知道,就是算不准。因为考虑的过程太多,到底哪个过程或者因子起主要限制作用?模型有时候会判断错,因为里边的很多公式是非线性的,有些条件下,差一点,就会有很大的误差。所谓“差之毫厘,谬以千里”。作物生长的本身也是这样,它的响应也复杂。比如说叶子缺水导致的凋萎点或者萎蔫点,这个点什么条件下出现,就很难计算出来。我前面写过一个博文,有关光照、温度、降水都是不可缺少的因子,都可能成为限制因子。

 

统计方法则相反,它是抓主要矛盾,就是从上而下地看作物与气象的关系。先找出来那些因子是主要因子,忽略次要因子。它的局限是这个结果不能用于其它地方,因为其它地方环境变了,它的这种经验关系就变了。

 

这样就带来一个问题,合理的,有理论依据的,算不准;不合理的,理论水平不够的,很好用。这个在不同学科都有类似的问题,多年前有一个讨论:“多层模型合理但是不好用,大叶模型好用但不合理”。

 

可见,不同方法之间的融合、借鉴,是很有必要的。

 



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