Трудности моделирования на одни сутки

[ny_quant]

Just to emphasize how poorly hurricane & global models performed for Hurricane Otis... here's the intensity forecasts initialized 24 hours ago, with the dotted black line showing verification: pic.twitter.com/DN5pf7lcOS

— Tomer Burg (@burgwx) October 25, 2023

Другое дело климат на 100500 лет вперед предсказывать. What can go wrong?

Comments

[ny-quant.livejournal.com]

Тут нет никакой хаотической компоненты. Никто вроде никогда не утверждал, что погода или погодные системы хаотичны на масштабах суток. Есть несовершенные модели, которые часто работают OK, иногда даже очень хорошо, но бывает и так. Такие случаи просто подчеркивают ограниченность наших знаний и умений даже на коротких временах. Хаос тут ни при чем.

Я когда-то долго (и безуспешно) объяснял арбату и др. продвинутым читателям разницу между теорией и расчетами на основе теории. Теория основывается на уравнениях Навье-Стокса, теплопроводности, законах идеального газа, свойствах воды и СО2 поглощать и переизлучать инфракрасное излучение и т.д. и т.п. Никто с этим не спорит, уж точно не я. Дальше нужно на основе этой теории что-то предсказать. И мы это или умеем делать хорошо или не очень. Спорный вопрос.

Но можно посмотреть как мы умеем пользоваться для краткосрочного прогноза упрощенной (потому что не надо моделировать океан или СО2 и многое другое) моделью основанной на той же теории. Получается, что с переменным успехом.

Если бы я стал глумиться, что мы мол не можем предсказать погоду на месяц, а туда же со свиным рылом в калашный ряд, то тогда конечно я был бы очень неправ, но я этого не делал.

То что хаотическая компонента может осредниться в ноль это конечно здорово. Но это ещё не означает, что мы правильно предскажем детерминистический тренд. Это отдельно. Или правильно или не совсем или совсем не. Наши внуки узнают. Более того, никто не знает наверняка (это не более чем wishful thinking), в самом ли деле климатическая система не является хаотической на больших масштабах времени сама по себе, потому что мы до сих не умеем промоделировать прошедшие ледниковые периоды. Теория вроде как есть, а посчитать толком не умеем.

Но считаем ничтоже сумняшеся, а как же. А кто в эти расчеты не верит тот мракобес, который doesn't trust science!

[malyj-gorgan.livejournal.com]

Спасибо за развернутый коммент. Особых расхождений у нас нет, хоть я уже и подзабыл, как трудно местами с формальными математиками: то им не хаос, то не функция, то еще не то. Формальный хаос на микроуровне там тоже есть, но на макро, ок, это недетерминизм из-за незнания или невозможности учесть все факторы, как и в примере с диетой из макдональдса.
Полностью моделировать все механизмы, конечно, толком не умеем. И хрен когда получится, но отдельные компоненты таки да, часто из относительно простых принципов. Как раз с тем же углеродом часто проще (хотя иные моменты там непростые, особенно в части почвообразования). Та же его антропогенность весьма бессомненна. Правда, что пропоненты, что оппоненты в интернетах все больше фокусируются на сжигании топлива, хотя, емнип, мы меньше, если не больше влияем через ликвидацию, как это не по-английски, carbon sinks.
А так да. Внуки узнают в оптимистичном сценарии, мы, старенькие — в пессимистичном.

[ny-quant.livejournal.com]

Carbon sinks - as in deforestation and such? Я в данные не подглядывал, но интуитивно сжигание пока что важнее.

[malyj-gorgan.livejournal.com]

И леса, но, кажется, больше всего болота, плюс образование почвы. Плюс факторы помельче, но тоже интересные: если не ошибаюсь, не так давно мелкая но не микроскопическая часть bound carbon жила в виде китов и прочей морской живности, которую мы успешно уменьшили. (На суше тоже: физически количество биомассы упало, но в море, кажется, хуже). Эти факторы важны в том смысле, что не распахивай/закатывай в асфальт/сжигай/осушай/и т.п. человек землю, эффекты сжигания сглаживались бы возросшим поглощением, как уже было в геологическом прошлом.

[ny-quant.livejournal.com]

Про это я мало что знаю.

Знаю что один известный ученый чуть ли не целую карьеру сделал на теории, что первый в истории homo sapience climate change начался тогда когда люди занялись подсечным (?) земледелием, короче валили лес и жгли его с целью удобрения почвы, а потом переходили на новое место и все сначала.

С учетом того что население было тогда очень небольшое, я в это не верю, но строго опровергнуть не могу. Няп, научная общественность тоже не полностью поддержала эту теорию, но на полное профессорство ему хватило.

[malyj-gorgan.livejournal.com]

Global change в те времена — вряд ли, a local climate change через вот такой фактор — вполне возможно.

[ny-quant.livejournal.com]

И local тоже вряд ли. Локальный климат тоже определяется глобальными процессами. Вот у вас в СА засухи. Это ж не потому что в вашем штате что-то не то делают. If anything, вы там на переднем краю борьбы за все хорошее против всего плохого. Это потому что по каким-то причинам немного перестроилась система атмосферных потоков таким образом, что те течения, что раньше приносили вам влагу теперь несут ее в другие места.

[malyj-gorgan.livejournal.com]

> Локальный климат тоже определяется глобальными процессами.
Далеко не только. Дефорестация, например, влияет на локальную циркуляцию влаги и на вероятность выпадения осадков при тех же глобальных процессах. В той же "у нас в Калифорнии" в береговых секвойных лесах микроклимат заметно отличается от него же на территориях, где максимум, кустарники: леса хорошо задерживают влагу летом, когда полгода туманы есть, а дождь не идет. Со всеми вытекающими. Всевозможные процессы неравномерного опустинивания сюда же в копилку.

Что такое "климат"? Это погодные параметры, усредненные на протяжении достаточно длительного времени (сколько там в формальном определении, тридцать лет, что ли): температура, влажность, сила/направление ветра, количество/вид/распределение осадков. Все из этого человек вокруг себя меняет достаточно сильно и уверенно, чтобы не удивляться возможности изменить локальный микроклимат. Особенно, если учесть масштабные влияния через частые большие пожары (hello, slash and burn), существенное изменение локальной гидрологии (осушение болот, ирригация, искусственные озера и т. п.), или влияние через биосферу -- истребить одних животных или запустить других. Да банальные лесополосы региональный микроклимат меняют.
Люди и до земледелия умудрялись хорошенько ударить по климату: через истребление мегафауны в северной степи или те же частые пожары на юге, в Австралии, например. Да Центральная Долина Калифорнии, вроде, еще полтора века имела заметно другой микроклимат, когда там полно озер/болот было.