Для организации сельского хозяйства, жилого строительства, транспорта и многих других видов человеческой деятельности, для понимания биогеографии флоры и фауны и т. п. нужно знать не индивидуальную хронологическую последовательность состояний системы АОС, а их статистику, т. е. пределы изменения этих состояний и их повторяемости за длинный промежуток времени. Для обеспечения устойчивости статистических характеристик состояний системы АОС, т. е. малости их зависимости от конкретного выбора указанного длинного промежутка времени, его длительность следует выбирать из интервала периодов, в котором спектры колебаний характеристик системы АОС, типа приведенных на рис. 1.1, имеют минимум, причем практически удобнее брать короткопериодную часть этого интервала, т. е. область периодов в несколько десятилетий. Таким образом, мы приходим к следующему определению: климатом называется статистический ансамбль состояний, проходимых системой АОС за периоды времени в несколько десятилетий.[ ...]
Под статистическим ансамблем здесь понимается множество элементов а с заданной на нем вероятностной мерой Р(Л), указывающей для каждого измеримого подмножества А с его вероятность Р а А).[ ...]
Поскольку состояния системы АОС суть многокомпонентные поля, математически климат определяется, как многокомпонентное случайное поле. Его полным описанием было бы указание всех конечномерных распределений вероятности для значений компонент этого поля на всевозможных конечных множествах точек пространства. Однако столь полное описание практически неосуществимо. Часто ограничиваются изучением первых и вторых моментов, т. е. климатических средних значений, дисперсий и корреляций независимых величин и некоторых функций от них (иногда для описания отклонений одномерных распределений вероятности от гауссовских привлекаются их третьи и четвертые моменты); это, очевидно, не выводит за рамки одноточечных и двухточечных распределений вероятности.[ ...]
Неизвестно, определяется ли климат всеми этими факторами однозначно или же при одних и тех же фиксированных значениях всех климатообразующих факторов из-за небольших различий в начальных состояниях системы АОС могут получаться разные климаты. Эти сомнения возникают главным образом из-за климатов плейстоцена, когда все климатообразующие факторы, казалось бы, не менялись, а система АОС находилась десятками тысячелетий то в ледниковом, то в безледниковом режиме.[ ...]
Известно, что некоторые динамические системы, так называемые эргодические, или транзитивные, таковы, что изображающая их эволюцию траектория в соответствующем фазовом пространстве (точки которого изображают возможные состояния системы) с течением времени обходит все точки этого пространства (так что статистика состояний, проходимых системой за бесконечно большое время, определяется вероятностной мерой, заданной на всем фазовом пространстве). У неэргодических, или интранзитивных, динамических систем, наоборот, фазовые траектории, выходящие из разных начальных точек, обходят, вообще говоря, различные множества точек в фазовом пространстве (так что статистики состояний, проходимых за бесконечно большое время, при разных начальных состояниях могут оказаться различными). Э. Лоренц высказал предположение, что климатическая система является почти интранзитиеной, т. е. ее фазовое пространство распадается на ряд множеств с определенными условными вероятностными мерами Р (А), А а ¿Фи и фазовые траектории могут длительное, но конечное время пребывать в каждом из этих множеств (воспроизводя соответствующий климат Рг А), Аал/ч) и изредка переходить из одного из этих множеств в другое.[ ...]
Заметим, впрочем, что главная причина сомнений в однозначности климата при фиксированных значениях климатообразующих факторов — чередование ледниковых и безледниковых климатов в плейстоцене, по-видимому, отпадает (хотя это и не исключает возможности интранзитивности климатической системы), так как обнаружены фактические данные о том, что колебания климата в плейстоцене создавались колебаниями значений климатообразующих факторов — в них проявлялись периоды, свойственные колебаниям инсоляции из-за астрономических колебаний элементов земной орбиты и наклона экватора к эклиптике (см. § 5).[ ...]
Аналогичные главы в дргуих документах:
| См. далее:Определение климата |