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,that a (general, random) small perturbation of the state modifies the trajectory (future) of the system significantly. This is generally refered to as the蝴蝶效应。

这是证明,例如,大型城镇有一个microclima,即,they change the local weather significantly, and that these changes know to have a significant impact on the wheather in much larger areas. This can be taken as an evidence that the system is sensitive to small perturbations.

(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。)