Otázka:
Je klima chaotické?
gerrit
2014-04-15 23:11:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Atmosféra je vysoce dynamický systém a vykazuje mnoho chaotických rysů. Model provozní předpovědi počasí se snaží modelovat problém počáteční hodnoty, ve skutečnosti jeden z nejznámějších příkladů chaotického systému.

Klima je však statistika chování atmosféru po dlouhou dobu. Není to problém počáteční hodnoty; je to problém mezní hodnoty. Zatímco malé změny v počátečních hodnotách mohou znamenat velké změny v chování v průběhu času, může existovat nějaké podobné chování v podnebí?

Například vynutíme klimatický model s předepsanými složkami atmosféry, pobřežními čárami, orbitálními charakteristikami atd Může malá změna kterékoli z těchto hraničních hodnot vést k tomu, že klima opouští jiný stav? Nebo podobně může klima náhle pouze v kontextu přirozené variability přejít do velmi odlišného stavu?

„malá změna v [...] hraničních hodnotách [...] odlišný stav“ - ano, může, alespoň v modelech. Pro atmosférického fyzika je to spíše filozofická otázka, že?
@ernestopheles Nemyslím si, že je to filozofická otázka. Otázka, zda by klimatický systém mohl nepředvídatelně přejít do úplně jiného stavu (přemýšlejte o velmi odlišných obězích oceánů), je docela relevantní.
Je to relevantní. Jen zpochybňuji současné porozumění a nejdůležitější nástroje. Myslím, že můžete přijít s celkem dobrým argumentem, že jsou možné drastické změny stavu kvůli malým změnám. Ale nevidím pěkný (přesvědčivý) způsob dokazování, že v tuto chvíli ...
Máte zásadní otázku, existují „diskontinuity“ mezi malými změnami kauzálních proměnných podnebí a změnami podnebí samotného?
@TomAu To by byl jeden způsob, jak to vyjádřit, ano.
Mám pocit, že zde existují dvě samostatné otázky: zaprvé „může malá změna parametrů systému vyústit ve velmi odlišnou rovnováhu“ a zadruhé „jsou posuny mezi více rovnováhami (stejného systému) stochastické (např. Nepředvídatelné, kromě v pravděpodobnostní smysl) ". Nejsem si jistý, zda má smysl mít oba ve stejné otázce, a to jistě zaměňuje věci a ztěžuje odpověď.
Dva odpovědi:
hichris123
2014-04-20 02:36:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Existuje spousta důkazů na podporu toho, že alespoň část klimatického systému je chaotická.

Podle IPCC:

Klimatický systém je obzvláště náročný, protože je známo, že součásti systému jsou ze své podstaty chaotické; existují zpětné vazby, které by mohly potenciálně přepínat znaménko, a existují centrální procesy, které ovlivňují systém komplikovaným, nelineárním způsobem . Tato složitá, chaotická, nelineární dynamika je neodmyslitelným aspektem klimatického systému.

Existují také důkazy, které to podporují, od Iowské státní univerzity kurz:

Předpokládá se, že klimatický systém může mít takových více států; to znamená, že klima (nebo některé složky klimatického systému) může být po určitou dobu stabilní a poté náhle, a ze zjevně zjevného důvodu, přejít na jiný stabilní režim. Existují důkazy, že některé složky klimatický systém to udělal. Předpokládá se, že oběh v severním Atlantickém oceánu prošel náhlou změnou, při které Golfský proud namísto sledování severovýchodně od východního pobřeží Spojených států a směřování do Skandinávie najednou během asi padesáti let velmi náhle přešel ( to je na geologických časových stupnicích náhlé) východním směrem ke Středozemnímu moři. To způsobilo náhlé ochlazení podnebí ve Skandinávii.

Souhrnně lze říci, že téměř nepropustnost je inherentní charakteristikou dynamiky klimatického systému, která může ze zdánlivě malých nebo neznámých důvodů spustit nějakou součást klimatický systém do vzoru, který dosud nebyl vidět.

Ještě více informací je uvedeno v tomto příspěvku NASA.

Abychom to shrnuli : ano, alespoň některé části klimatického systému jsou chaotické. Ale je to všechno chaotické? Nejsem si jistý, ale opravdu si to nemyslím.

Ale pokud jde o definici chaotického systému, ano, klima je chaotické. V klimatickém systému jsou určitě některé věci, které při drobné změně mohou způsobit posun všeho. Právě teď nechápeme všechno, co se týče klimatu, takže to nemusí být opravdu chaotické. Ale nyní je náš výzkum chaotický.

Co tím myslíš, že si opravdu nemyslíš, že je to * všechno * chaotické?
@naught101 Mohl bych tu část prostě vyjmout, nevím. Myslel jsem, že si nemyslím, že každá proměnná v ní je chaotická (některé věci, když se drobně změní, nemusí způsobit velký rozdíl).
yo'
2014-04-20 20:07:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jedním z problémů je definice chaosu . V matematické teorii dynamických systémů je systém chaotický, pokud obsahuje husté i periodické body. To se poněkud liší od toho, co si člověk myslí, že chaos znamená.

Řekněme, že chaotickým pro dynamické systémy s nepřetržitým časem myslíme citlivé na počáteční podmínky , tj. že (obecné, náhodné) malé narušení stavu významně mění trajektorii (budoucnost) systému. Toto se obecně označuje jako motýlí efekt .

Bylo prokázáno, že například velká města mají microclima , tj. Mění místní počasí významně a že tyto změny mají významný dopad na počasí v mnohem větších oblastech. To lze brát jako důkaz, že systém je citlivý na malé poruchy.

(Vzal jsem si více „matematický chaos“ části otázky, druhou odpověď hichris123 zaměřuje se více na samotné důkazy chaotického chování. Doufám, že je to v pořádku, návrhy jsou samozřejmě vítány.)



Tyto otázky a odpovědi byly automaticky přeloženy z anglického jazyka.Původní obsah je k dispozici na webu stackexchange, za který děkujeme za licenci cc by-sa 3.0, pod kterou je distribuován.
Loading...