Matematyczność klimatu

• Autorzy: Kozieł S.R.

Warianty tytułu

EN

Mathematicity of climate

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zawarte w tytule określenie "matematyczność klimatu" nawiązuje do idei matematyczności przyrody, będącej w centrum zainteresowania zarówno samej matematyki, jak i filozofii i metodologii nauki. Analiza semantyczna pytania, dlaczego przyroda, w tym klimat, jest matematyczny, musi prowadzić w efekcie do konkluzji, że w obu przypadkach ma ono wydźwięk metafizyczny. Jednak matematyczność klimatu jest jednocześnie problemem stosowalności samych metod matematycznych. Zgodnie z definicją klimat jest to miara niezmiennicza na atraktorze. Jest to dziwny atraktor, którego dynamika jest chaotyczna, struktura fraktalna, a system prognozowalny w bardzo ograniczonym zakresie. Jest to własność fizyki klimatu, bo sam atraktor jest pojęciem matematycznym. Dostęp do rzeczywistości jest jednak ograniczony. W istocie to, co jesteśmy w stanie badać, to własności równań, z przeświadczeniem, że z wystarczającym przybliżeniem modelują one rzeczywistą, nieskończoną przestrzeń fazową. Zadanie modelowania zarówno pogody, jak i klimatu staje się niemalże metafizyczne. Nie dość tego, że znajdujemy się gdzieś w przestrzeni fraktalnej, to fizyka zawarta w przyjętych równaniach zakłada milcząco rachunek na liczbach rzeczywistych, niewymiernych. A te są niedostępne nie tylko w akcie pomiaru, ale i w procesie obliczeniowym. Elementarnym faktem w systemie klimatycznym jest zdarzenie – wystąpienie zjawiska: meteoru bądź hydrometeoru. Jeżeli jednak meteorologia i hydrologia zajmują się fizyką zjawisk, to klimatologia opisuje raczej ich powtarzalność. W praktyce opracowań klimatologicznych zdarzenia w środowisku nazywane są losowymi, ale tak ich określać nie można. W istocie są to zawsze zdarzenia w sensie fizycznym, a losowość wymagałaby za każdym razem przypisania im jakiegoś prawdopodobieństwa, znajomości miary na atraktorze. Takiej miary probabilistycznej a priori znać jednak nie można. Interpretacja może mieć charakter wyłącznie opisowy: w okresie pomiarów instrumentalnych zdarzenie wystąpiło dokładnie n razy.

EN

The term "mathematicity of climate " refers to the idea of mathematical aspect of nature, being in the centre of the interest both mathematics itself, philosophy and the methodology of the science. Analysis of the semantic question why nature, in this climate, is a mathematical must lead to the conclusion that in both cases it is a metaphysical overtones. However mathematicity of the climate is the problem of the applicability of mathematical methods themselves. According to the common definition climate is an invariant measure on the attractor. It is a strange attractor, whose dynamics is chaotic and the system is not predictable. This is the property of the physics of the climate, because atraktor himself is the mathematical notion. We are only just able to examine the properties of equations, with a conviction that they are sufficiently close approximation of the actual model, the infinite phase space. The task of modeling both the weather and the climate becomes almost metaphysical. Not enough this, we are in the fractal space equations of models assume the real numbers without possibility of correct initial conditions. And these are not available, not only in the act of measurement but also in the process of computing. Elementary fact in the climate system is an event – the occurrence of the phenomenon: a meteor or hydrometeor. If, however, meteorology and hydrology deal with the physics of the phenomena it describes the climatology rather their repeatability. In practice, studies climatological events in the environment are called random, but they cannot identify. In fact, they are always events in the physical sense, and would require the establishment some probability measure on attractor. One such probabilistic measure can not a priori however know. The interpretation can have the exclusively descriptive character: exactly n the event stepped out in the period of instrumental measurements times.

Słowa kluczowe

PL

klimat; teoria poznania

EN

climate; epistemology

• Wydawca: Polskie Towarzystwa Geofizyczne ; Komitet Geofizyki PAN
• Czasopismo: Przegląd Geofizyczny
• Rocznik: 2010
• Tom: Z. 3-4
• Strony: 209--218
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., wykr.

Twórcy

autor

Kozieł S.R.

• Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej -Warszawa

Bibliografia

• 1.Berger M., Loutre F, 2002, An Exceptionally Long Interglacial Ahead? Science, 23 August 2002, 297, 5585, 1287-1288.
• 2.Bitouk D.R, 1994, Dynamics of Earth Climate Evolution. Acta Phys. Pol. A85, Supplement, S-7.
• 3.Cuffey K.M., Clow G.D., 1997, Temperature, Accumulation and Ice Sheed Elevation in Central Greenland rought the Last Deglacial Transition. Journal of Geophysical Research, 102, 26383-26396.
• 4.Deutsch D., 2007, Struktura rzeczywistości. Prószyński i S-ka, Warszawa.
• 5.Dubicki A., Słota H., Zieliński J. (red.), 1999, Monografia powodzi, lipiec 1997, dorzecze Odry. 1MGW, Warszawa.
• 6.Dymnikov V. P., Gritsoun A.S., 2001, Climate model attractors: chaos, ąuasi-regularity and sensitivity to small perturbations of external forcing. Nonlinear Processes in Geophysics, 8, 201-209.
• 7.EPICA, 2004, Eight glacial cycles from an Antarctic ice core. Nature, 429, 10 June,
• 8.Heller M., Zycimski J. (red.), 2010, Matematyczność Przyrody. Wyd. Petrus, Kraków.
• 9.Klaus R, 1986, Estimating Weather and Climate Predictability on Attractors. J. Atm.Scien., 144,4.
• 10.Kroszczyński K., 1997, Anomalie klimatyczne a atraktory układów dynamicznych konstruowanych z szeregów pomiarowych elementów meteorologicznych. Sympozjum Jubileuszowe PTGeof. "Ekstremalne Zjawiska Meteorologiczne, Hydrologiczne i Oceanograficzne", 12-14 listopada, Warszawa.
• 11.Maurin K., 2010. Matematyka a fizyka. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.
• 12.Nicolis C, Nicolis G., 1986, Reconstruction of the dynamics of the climatic system from time- series data. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 83, 536-540.