哥本哈根大学
调查结果的简要概述
信用:TiPES/HP 过去，地球的气候系统似乎突然在较冷和较暖模式之间转换
人类活动引起的气候变化会给我们带来同样的风险吗？坦率地说，气候模型还不能回答这个问题
但是吉塞拉·D在《混沌》杂志上的一个结果
米科尔·查罗
Chekroun、Denisse Sciamarella和Michael Ghil提出了一种解决问题的方法
作者分析了一个结合了气候变化的两个主要理论和代数拓扑工具的模型，表明气候系统确实经历了突变，也称为临界点
这些工具适用于简化的气候模型，它们可能有助于评估地球的气候系统是否会因为全球变暖而整体倾斜
这项工作是TiPES项目的一部分，这是一项关于地球系统临界点的欧洲科学合作
气候是如何演变的？ 法国巴黎高等师范学院的迈克尔·吉尔解释说:“这是我们试图解开的真正的气候科学谜团之一。”
关于气候演变的原因，基本上有两种互补的观点
一个是爱德华·洛伦兹的决定论混沌观
这就是广为人知的混沌理论，认为在一个大陆上扇动翅膀的蝴蝶可能是另一个大陆上猛烈风暴的起源
另一种观点是最近的诺贝尔奖获得者克劳斯·哈塞尔曼的观点，他说气候系统是随机的，一切都在波动，但回归到平均值
这个组合看起来很奇怪 迈克尔·吉尔说:“我们早在2008年就将这两种理论结合在一起，并表明如果同时存在确定性混沌和随机扰动，事情会变得更加有趣。”
2008年的结果，一个所谓的随机吸引子，可以在这个视频中看到
这个随机吸引子随着时间而变化
它在给定时刻的形状，称为快照，决定了气候系统最有可能在哪里
然而，如何解释随机吸引子随时间的变化还不清楚
它的变化路径对我们理解气候意味着什么？代数拓扑现在对此有所帮助
突变 代数拓扑很抽象，但其结果很容易理解
如果两个系统的几何对象在性质上相似，则它们包含相同数量的孔
《混沌》中对气候随机吸引子的分析揭示，随着时间的推移，空洞出现和消失
这意味着系统在不同的制度之间转换
转变似乎是瞬间的
而且，因为这一分析实际上揭示了被分析的物理系统最基本属性的变化，结果表明，地球气候的本质确实是通过突然转变而演变的——通常被称为临界点
预警 这种方法可能会对预测气候系统的最终崩溃产生影响
今天，整个气候系统的这种倾斜太复杂了，以至于无法建立预警系统
然而，代数拓扑可能是答案
“这是在非常复杂的情况下建立临界条件的一种相当稳健的方法
所以我认为应该有可能使用这些工具来真正预示一个像气候系统一样复杂的系统的转变，”迈克尔·吉尔说
然而，能否成功实施这一计划，将取决于气候模型能否缩小到可管理的规模，以便用这项工作中使用的代数拓扑工具进行分析
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