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气候的全球稳定性特征:忧郁症状态、不变测度和相变。 (英语) Zbl 1457.86007号

概述:对于入射太阳辐射强度的大范围数值,地球具有至少两个吸引状态,这对应于竞争的气候。温暖的气候与现在类似;雪球气候的特点是全球冰川作用和几乎无法维持生命形式的条件。古气候证据表明,在过去,我们的星球在这两个州之间翻转。造成这种不稳定性的主要物理机制是冰反馈。在之前的工作中,我们定义了介于两种气候之间的忧郁状态。这些状态嵌在两个吸引盆地之间的边界上,其特征是广泛的冰川作用一直延伸到相对低纬度地区。在这里,我们通过引入随机扰动作为对入射太阳辐射强度的调制来探索系统的全局稳定性。我们观察到相互竞争的吸引力盆地之间的噪声诱导转换。在弱噪声极限下,大偏差定律定义了不变量测度、逃逸时间统计和称为瞬子的典型逃逸路径。通过经验构造瞬子,我们证明了忧郁状态是噪声诱导跃迁的网关。在多稳态区域,在零噪声极限下,测度只支持一个竞争吸引子。对于太阳辐照度的低(高)值,极限测量值是雪球(温暖)气候。两种状态之间的转换对应于系统中的一级相变。我们提出的框架似乎与复杂多稳态系统的研究具有普遍相关性。最后,我们提出了一种从直接数值模拟中构造忧郁状态的新方法,这为边缘跟踪算法提供了一种可能的替代方案。

理学硕士:

86A08型 气候科学和气候建模
86年第35季度 与地球物理相关的PDE
37C75号 光滑动力系统的稳定性理论
60华氏30 随机分析的应用(PDE等)
62页第12页 统计在环境和相关主题中的应用
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