2007-а ще е най-топлата година

Добавено в Любопитно

Добави към моето меню

Астролози и учени се обединиха в прогнозите, че
2007-а ще е най-топлата година

Според източния календар 2007 е под знака на Небесната свиня. Китайски звездобройци изчислиха, че в този период Слънцето ще грее по-силно, а Земята ще бъде по-гореща.
Учени от Америка и Европа изненадващо потвърдиха техните прогнози. Според експерти по климата от Кралската метеорологична служба в Лондон 14 градуса по Целзий е средногодишната за последния половин век. Рекордът принадлежи на 1998-а: 14,52 градуса. Учените твърдят, че 60 на сто е вероятността 2007-а да бъде още по-топла поне с 0,02 градуса.

Те привеждат железни аргументи: В атмосферата се отделят по-големи количества метан, който не може да пробие облаците на планетата. Получава се нещо като гигантско одеяло, което затопля Земята.
Това води до пагубния ефект на Ел Ниньо. До 90-те години Ел Ниньо бе познато като топло течение, появяващо се само по западния бряг на Южна Америка. Но в края на ХХ век то надхвърли регионалните ограничения и активно влияе на климата на цялата планета. Този път влиянието му ще е много по-голямо от обичайното, обясни шефът на британската метеослужба Крис Фоланд.

Затоплящият парников ефект на Ел Ниньо вече оказва въздействие върху температурите през цялата година. Смята се, че заради него миналата седмица в Антарктида се разтопи най-големият ледник на Южния полюс.

2006 г. потвърждава тенденцията за затопляне на планетата
По прогнози до 2100 г. морското ниво ще се повиши с 10 до 90 см или средно около 50 см
По прогнози до 2100 г. морското ниво ще се повиши с 10 до 90 см или средно около 50 см
2006 година е една от шестте най-топли, регистрирани досега 2006 година е една от шестте най-топли, регистрирани досега
Птиците и мигриращите животни са най-застрашени от глобалното затопляне Птиците и мигриращите животни са най-застрашени от глобалното затопляне

Над 45 градуса на 1 януари в Сидни, 60 000 кв. км по-малка ледена покривка в Арктика – равносметката на Световната метеорологична организация за 2006 г. потвърждава тенденцията за затопляне на планетата, заяви генералният секретар Мишел Жаро, цитиран от АФП.
Що се отнася до 2007 г., според Мишел Жаро, феноменът Ел Ниньо в Тихия океан ще допринесе за още по-високи температури.
Той подчерта, че глобалното затопляне е предизвикано до голяма степен от парниковите емисии в резултат на човешката дейност, които непрекъснато се увеличават.

За планетата 2006 г. е шестата най-топла, откакто се води статистика. Тя е на четвърто място за северното полукълбо и на второ за Франция. Това показват данните, събрани от 187 национални метеорологични служби към Световната метеорологична организация.
Годината е почти рекордна за смаляване на ледената покривка в Арктика. Тя отстъпва единствено на 2005 г. Там за една година ледената покривка е намаляла с 60 000 кв. км. – територия равна на тази на Белгия и Холандия.
Мишел Жаро напомни и за извънредните горещини през изминалата година. В Сидни посрещнаха 2006 г. с температура почти 45 градуса.
Други обезпокояващи признаци са серията от екстремни явления, като сушата в Африканския рог, последвана от опустошителни наводнения в същите райони или на неочаквани места като Сахара или Нигер.
По прогнози до 2100 г. морското ниво ще се повиши с 10 до 90 см или средно около 50 см. Това ще бъде катастрофално за острови в Индийския и Тихия океан и за крайбрежни градове.

Не хората, а слънцето е причина за глобалното затопляне!?

Въпреки разпространеното мнение, върху глобалното затопляне влияе не човешката дейност, а увеличаването на топлината, отделяна от Слънцето, смятат учени от Пулковската лаборатория, цитирани от РИА Новости.
Според тяхната теория през целия 20 век се е наблюдавал повишен интегрален поток на слънчево излъчване и именно това е довело до глобалното затопляне на климата на Земята.
Специалисти от NASA подкрепят новата теория, като привеждат доказателства, че продължително време са изучавали паралелното глобално затопляне на климата на Земята и на Марс, където няма влияние на човешки фактор: “Паралелните глобални затопляния както на Земята, така и на Марс могат да бъдат само следствие от един и същи фактор – увеличаване на интензивността на слънчевото излъчване.
Според Хабибуло Абдусаматов, завеждащ лабораторията за космически изследвания към Пулковската обсерватория, продължилото с векове увеличаване на светлината на Слънцето е стигнало своя апогей през 90-те години на миналия век и сега започва негово намаляване. Това обаче не може да бъде усетено за няколко години, тъй като нашата планета е получила повишена слънчева енергия и ще изстива дълго, излъчвайки топлина.(а)

Хаос и предсказуемост на времето и климата

В реферата се разглеждат прогнозирането и прогнозируемостта на метереологичното време и климата в светлината на теорията на детерминистатичния хаос.
Предсказуемостта се свързва с въпроса за детерминираност или стохастичност на разглежданите процеси. Един процес се нарича детерминиран, ако неговото бъдеше се определя еднозначно от настоящето и миналото (например движението на Луната около Земята). Процесът е стохастичен, ако настоящето и бъдещето определят само вероятността за бъдещото състояние (например движението на една браунова частица). Детерминираните процеси са предсказуеми, а стохастичните само във вероятностен смисъл.
Развитието на теорията на детерминистичния хаос показва недвусмилсено, че въпросът за предсказуемост не е директно свързан с детерминираността. Поради неостранимите флуктоации, детерминистичнато описание е физически осмислено понятие само при задване на началното състояние с някаква неопределеност. Тогава прогнозираемостта се определя от детерминираната еволюция на неопределността в началния момент. Когато тази неопределеност с течение на времето премине някаква граница, то по нататък не може да се говори за предсказуемост. Ако с времето такава критична граница не се премине процесът е предсказуем. Следователно въпросът за прадсказуемост или непредсказуемост зависи от устойчивостта или неустойчивостта на разглеждания процес. Ако малките смущения в началните условия не наратсват с течение на времето, т.е. имаме устойчивост процесът е прогнозируем. В противен случай неговото описание е вероятностно.
Понятията за прогнозиране и предсказуемост, отнесени към процесите в атмосферата са разгледани в този смисъл. Приема се, че еволюцията на атмосферата се управлява от детерминистатични закони, а неопределеността е в задаването на нейното начално състояние. Тези представи съотвестват ба съвремениите оперативни методи за прогнозиране на времето. Прогнозите се дават с различни числени модели, като за всеки модел прогностичните детерминирани правила са фиксирани. Реалното начално състояние обаче съдържа по принцип неопределеност, въпреки че на практика е едно и също за различните модели. Началните данни са от краен брой метереологични станции, които не са равномерно разпределни в пространството. Също така има и неизбежни грешки при инструменталното измерване на метереологичните елементи – налягане, температура, скорост и посока на вятъра, вид и ниво на облачност, валежи.
Приема се, че атмосферата еволюира по детерминистични закони, тогава въпросът за предсказуемост и прогнозиране на метереологичното време и климат поведението на случайните грешки с времето. Физичните закони залегнали в основата на еволюционните модели са нелинейни. В светлината на съвременните достижения на теорията на динамичните системи, нелинейните ефекти като правило водят до нарастване на началните грешки с времето, т.е. налице е силна чуствителност на системата към началните условия. Две решения на нелинейния модел с близки начални суловия понататък могат да се разделечават бързо с времето.
Ако представим еволюцията на реалната атмосфера представлява траектория в някакво фазово пространство, въпросът за предсказуемост на метереологичното време и климат се свежда до предсказуемостта на тази траектория в условията на невъзможност за задаване на нейните начални условия.
В контеста на теорията на динамичните системи първото предположение е, че траекторията е сред някакво множество от траектории, притежаващи свойството чуствителност към началните условия. Такива множества се наричат странни атрактори и са едно от основните понятия в теорията на детерминистичния хаос. Може ли тогава да се говори за предсказуемост и прогнозиране на метереологичното време и климата на Земята? Отговорът е положителен. При детерминистичен хаос първоначалната несигурност нараства с крайна скорост и можем да направим разумна краткосрочна прогноза, използвайки свойствата на детъерминистичните еволюционни правила. Тази ситуация съотвества на краткосрочното прогнозиране.
В метереологията се правят дългосрочни и климатични прогнози. За такива срокове поведението на системата практичски не зависи от началните условия, а се определя от възможните асимптотични поведения на индивидуалната траектория, съотвестваща на еволюцията на реалната земна атмосфера. Описанието в този описват само някои средни характеристики. Това на практика се случай е вероятностно като адекватно могат да се извършва в съвременното дългосрочно и климатично прогнозиране. В този смисъл се изучават въпросите за предсказуемост на климата. Задачите и подходите, които се прилагат са различни от прогнозирането за кратки и средни срокове. Въпросите се разглеждат с идеи и методи от теорията на детерминистичния хаос.

Дългосрочно и климатично прогнозиране
Съществуващите подходи за дългосрочно и климатично прогнозиране са два – статистически и динамичен. Основен принцип в статистическите методе е, че миналите, настоящите и бъдещите стойности на променливите, които са приети за предиктори могат да се използват за предвиждане на еволюцията на предсказваните характеристики.
За климатичното прогнозиране се използват два вида числени модели
Чисто атмосферни модели AGCMs
Модели с отчетено взаимодействие атмосфера – океан CGCMs
Базират се на пълната система уравнения на движението. Последните се решават в точките от мражата на модела или спектрално, като най-голямото спектрално вълново число, което се оставя определя ефективната мрежова разделителна способност на модела.
AGCMs използват подхода на двуредно климатично прогнозиране, при който първо се предсказват граничните условия. След това те се използват за форсиране на атмосферата.
CGCMs оставят атмосферата и граничните условия да се развиват свободно, влияейки си свободно.
При сравняване на статистически и числения подход за климатично прогнозиране се стига до следните изводи. Преимущество на числените климатични модели е, че те не изискват голяма база данни, за създаване на прогнозата. Надеждността им не се ограничава от нестационарността на климата или от екстремни или необикновени явления, които може и да не са се случвали през изминалия исторически период. Недостатък е, че използването на числени методи оскъпява прогнозите. Регионите, в които числените модели дават добри резултати се менят с времето и дори общите модели на общата атмосферна циркулация CGCMs варират в това къде и кога показват адекватност. Изборът дали да се използва динамичен или статистически модел зависи от целта и ресурсите на прогнозистите и потребителите. Преимощество има използването и на двата метода.
Като основен фактор за подобряване на качеството на прогнозите е по-пълната асимилация на данните от океана, тъй като те носят паметта за времевите мащаби над две седмици. Основният стремеж е да се постигне мониторинг на повърхностните температури и солеността чрез програмируеми буйове.
С нарастване на употребата на климатичната прогноза се повишава изискването за по-подробна информация от тях. Динамичните предсказания с регионален или глобален мащаб обаче дават сезонно осреднен климат в пространствен машаб от хиляди колометри.
По-плътната мрежа може да подобри разделителната способност. Друга алтернатива е в рамките на глобалния GCM да се вмести регионален модел с по-малък мащаб. Регионалният модел, наричан нестинг модел, работи със зависещите от времето едромащабни полета, пресметнати от GCM. В областта на регионалния модел разделителността е по-висока. GCM моделът задава на нестинг модела граничните условия и основните потоци през съответните области.

Климат и детерминастичен хаос
Според Монин “Климатът е статистически ансамбъл от състояния на климатичната система за период от няколко десителетия”. Световната метереологична организация препоръчва за такъв период да се приемат три десетилетия.
Климатичната система (КС) на Земята се състои от следните компоненти:
Глобална атмосфера – най-подвижната и енергетично активна, топлинен двигател, който поддържа цялата КС и в частност хидрологичния цикъл.
Световен океан – по-малко подвижен и енергетично инертен компонент. Горните му слоеве реагират с атмосферата за време от порядъка на седмици и месеци, а долните слоеве взаимодействат за срокове от стотици години.
Криосфера – състои се от почти неподвижните полярни океански и континентални ледове.
Суша – сложен релеф, практически неподвижна.
Биосфера – растителен и животински свят, комцентриран основно в атмосферата и океана.
Така определената КС е глобално понятие, то глобално понярие е и климатът. Климатът на планетата се формира от три групи фактори:
Външни астрономични – Слънцето, като основен източник на лъчиста енергия, положението и движението на Земята в Слънчевата система, влияние на Луната и другите планети.
Външни геофизични – форма, размери и маса на Земята, скорост на въртене около оста й, гравитационно и магнитно поле.
Вътрешни геофизични – маса и състав на атмосферата, характер и свойства на подложната повърхност (суша, океан, релеф), биосфера.
Докато външните фактори са отностелно постоянни и промените им имат регулярен, периодичен характер, то вътрешните фактори са тясно свързани помежду си , като усилват или отслабват своето влияние чрез сложна система от прави и обратни нелинейни връзки.
От гледна точка на теорията на детерминистичния хаос земната КС може да се интерпретира като нелинейна динамична система. Фазовото пространство на тази система се образува от всички променливи в уравненията на модела. Точка в това пространство представлява състояние на системата в момента, траектория – нейната еволюция с времето, атрактор (ако съществува) – равновесен климат. Когато КС вече евоюлира върху атрактора, точка от него съотвества на състояние съвместимо с климата. Рядко посещаваните точки от атрактора съотвестват на екстремални моментни състояния. Точки, нележащи върху атрактора съотвестват на физически нереални състояния. Повече от един атрактор на системата означава неединственост на климата, т.е. повече от едно равновесно състояние и възможност за реализиране на някое от тях чрез “прескачане” от едно към друго при определени условия. Следователно съществува принципна възможност земната КС да има хаотично поведение, т.е. да притежава един атрактор с дробна размерност и силна чуствителност към началните условия.
Какво точно представлява земмната КС още не може да се твърди с увереност. Ако тя има само един атрактор, например точков, би означавало, че фазовите траектории, стартирали от различни точки на фазовото пространство, с течение на времето ще обхождат всички точки от това пространство ил;и тясно очертани части от него. Тогава решенията на уравненията, ако те адекватно описват поведението на системата при диксирани външни параметри, независимо от началните условия, ще водят до едни и същи характеристики при t ï‚® ï‚¥. Това свойство е известно под името ергодичност. Лоренз нарича такива системи транзитивни.
Системата е неергодична (нетранзитивна), ако поведениеъо й при при t ï‚® ï‚¥ съществено зависи от началните условия. Тогава тя има два или повече устойчиви атрактора, всеки със свой басейн на провличане, така че за разлика от предния случай, статистическите характеристики на решението ще бъдат различни.

Речник

Атрактор

Климат – статистически ансамбъл от състояния на КС за период от няколко десителятия (30 години)
Климатична система (КС) – глобало понятие, което се състои се от глобалната атмосфера, световния океан, литосферата, криосферата и биосферата.
Статистически ансамбъл – множество съставено от известни елементи със зададена вериоятност за всеки от тях, което позволява да се определят средните по това множество стойности на коя да е характеристика на елементите
Метереологично време (синоптично) – моментно физично състояние на атмосферата, характеризаирани качествено – топло-студено, тихо-ветровито или количествено (градуси, скорост на вятъра, обланост)

Детерминистична система – система в която по-късните състояния евоюлират от по-ранните в съотвествие с определен закон.
Детерминираност

Динамична система – детерминистична система , в по-широк смисъл система с малко количество случайност, чието качествено поведение не би се изменило съществено, ако случайността бъде по някакъв начин отстранена.

Дисипитивна система – динамична система за която изображението на произволно множество от точки, имащо краен обем във фазовото пространство, представлява множество с по-малък обем
Дисипация –

Ергодичност

Изображение (mapping) – множество от точки, което следва от едно зададено множество при определен брой итерации, като всяка отделна итерация отговаря (ако не е уговорено по друг начин) или на едно изобразяване или при изтичане на определено време на определен поток.

Изобразавяне – динамична система, чиито променливи са дефинирани само за дискретни стойности на времето. Изобразяването често се управлява от система диференчни уравнения.

Коефициент на Ляпунов –

Нелинейна динамична система НДС – системата е детерминирана – съществува правило, което определя бъдещото й поведение при дадени начални условия. Системата показва силна чуствителност към началните условия, което я прави непредсказуема или с ограничен срок на предсказуемост.
Описват се с нелинейни диференциални уравнения или с диференчни (в крайни разлики) уравнения. В ДУ няма няма коефициенти или гранични условия, които да са случайни функции или величини. Ако решението има толкова сложен характер та изглежда като случайна величина, казваме че имаме детерминистичен хаос.
Състояние на НДС – описва се чрез информация за нейните характеристики.
Динамика на НДС – правило описващо еволюцията на НДС във времето.Наблюдаваното сложно поведение на една система трябва първо да се провери дали няма просто обяснение и ако има да се представи с числови характеристики.
Едномерна дискретна НДС
Дискретна НДС
Динамична НДС – диферечно итерационни уравнения, процеси, които се осъществяват във времето

Орбита – представянето във фазовото пространство на на непрекъсната или дискретна хронологична последователност от състояния.

Система – съвкупност, която може да претърпява някакъв вид изменения с течение на времето.

Система, запазваща обема – Динамична система, за която изображението на всяко множество от точки във фазовото пространство представлява множество със същия обем.

Случайна система – Система за която изменението от предишни към следващи състояния не се определя изцяло от никакъв закон, система, която не е детерминистична. Система, в която по-късните състояния възникват напълно независимо от по-ранщните състояниа, напълно случайна система.

Степени на свобода на система
Номинални
Ефективни

Фазово пространство – Хипотетично прстранство, чиято размерност е равна на броя на променливите, необходими за определянето на състоянието на дадена динамична система. Координатите на точка във фазовото пространствоса множеството от стойности на променливите в един и същи момент от време.

Фрактал – множество точки, чиято размерност не е цяло число. Също така подобна структура, чиато размерност “случайно” е цяло число.

Хаос – като състояние не е пълен безпорядък, а организирана и детерминирана случайност. По-скоро е ред маскиран като хаос, защото се подчинява на свои специфични закони, като някои от тях са универсални, защото не зависят от конкретните математически или материален вид на нелинейната система. Това се вижда във фазовото пространство на състоянията.

Хаос пълен – Свойство, характеризиращо динамичните системи, в които повечето от орбитите проявяват чувствителна зависимост.

Хаос ограничен – свойството характеризиращо динамичните системи, в които някои от орбитите са непереодични, но повечето са периодични или почти периодични.

Хаос детерминистатичен

Числа на Ляпунов – осреднените по големина интервали от време числа, с които се умножават дължините на осите на безкрайно малкия елипсоид във фазовото пространство, когато елипсоидът се заменя с неговите последователни изображения.

Чувствителна зависимост – свойството на една орбита, когато повечето от другите области минават в близот до дадена нейна точка, а по-нататък с течение на времето близостта не се запазва.

стохастичност