是气候混乱?

Question

大气是一种高度动态系统,展示许多chaotical特性。业务天气预报模型试图模型初值问题,事实上最著名的一个混沌系统的例子。

气候然而,大气的行为的统计数据,在很长一段时间。这不是一个初值问题;这是一个边值问题。而小初始值的变化可以表示行为发生巨大变化,随着时间的推移,可以有任何类似行为在气候吗?

例如,我们迫使气候模型与规定的大气成分、海岸线、轨道特征、等能小这些边界值变化导致气候exbiting不同的国家吗?或者,类似的,可以在自然变化的背景下,气候突然切换到一个不同的国家吗?

Answer 1

有相当多的证据支持,至少部分气候系统是混乱。

根据联合国政府间气候变化专门委员会:

气候系统是特别具有挑战性众所周知,组件在系统本质上是混乱的;有可能开关信号的反馈,还有中央过程影响系统复杂,非线性的方式。这些复杂、混沌、非线性动力学是一个内在方面气候系统。

也有证据支持这个爱荷华州立大学课程:

气候系统被认为可能有多个州;即气候(气候系统的一些组件)可以稳定一段时间,然后突然,没有公开的明显原因,改变到另一个稳定的政权。有证据表明,气候系统的某些组件所做的。在北大西洋环流被认为已经通过墨西哥湾流的突然改变,而不是跟踪东北东海岸的美国和前往斯堪的纳维亚半岛,一次切换非常突然大约50年来在地质时间尺度(突然)向东向地中海。这导致突然冷却在斯堪的纳维亚半岛的气候。

总之,almost-intransitivity的固有特性的动态可能的气候系统,看似小或未知原因,推出一些组件的气候系统模式未曾见过。

甚至给出更多的信息美国国家航空航天局的文章。

总结了这一切:是的,至少部分地区气候系统的混乱。但所有的混乱吗?我不确定,但是我真的不这样认为。

但随着混沌系统的定义,是的,气候是混乱的。肯定有一些事情在气候系统,当改变了每分钟会引起改变的一切。现在我们不了解一切关于气候,所以它可能不是真正的混乱。但是现在我们的研究,它是混乱的。

Answer 2

这里的一个问题是defition混乱。在动力系统的数学理论,系统混乱的如果它包含密集和周期点。人们认为这是有点不同混乱的意思。

假设的混乱,对于连续时间动态系统,我们的意思对初始条件敏感,即,(一般情况下,随机)的小扰动状态修改系统的轨迹(未来)。这是通常提到的蝴蝶效应。

这是证明,例如,大型城镇有一个microclima,即他们明显改变当地天气,知道这些变化产生重大影响更大地区的天气。这可以作为证据证明该系统对微小的扰动很敏感。

(我已经更多的“数学混乱”问题的一部分,其他的答案hichris123目标混乱的行为本身的证据。我希望它很好,建议当然欢迎。)