Stochastic Climate Models

مطالب کارگاه آموزشی Chorin تابستان 1999 در مورد مدل‌های آب و هوایی تصادفی، روحیه اشتیاق شرکت‌کنندگان در کارگاه را که در این زمینه هیجان‌انگیز تحقیق می‌کنند، به خوبی نشان می‌دهد. شگفت آور است که تقریباً 25 سال پس از تئوری رسمی تغییرپذیری آب و هوای طبیعی ایجاد شده توسط اجبار آب و هوای شبه نویز سفید و تقریباً 35 سال پس از J. M. Mitchell برای اولین بار این مکانیسم را به عنوان منشأ نوسانات دمایی و تغییرات آب و هوایی در دریا پیشنهاد کرد. این کارگاه به طرز تحسین‌برانگیزی در روشن‌کردن این جنبه‌های جدید موفق بوده و در عین حال موقعیت مدل‌سازی اقلیم تصادفی را در چارچوب کلی تحقیقات آب و هوا و مدل‌سازی ریاضی روشن می‌کند. می توان به سازمان دهندگان تبریک گفت که محققان برجسته ای را که طیف گسترده ای از تخصص های علمی را پوشش می دهند، از ریاضیدانانی که درگیر اشتقاق مدل های تصادفی از اصول اولیه هستند گرفته تا مدل سازهای دروغین آب و هوا که سعی در درک پویایی سیستم پیچیده آب و هوا دارند، به دست می آورند. پس از اولین انبوه مقالات مدلسازی تصادفی در دهه از اواسط دهه هفتاد تا اواسط دهه هشتاد، که در آن زنده بودن مفهوم با استفاده از مدل‌های مفهومی نسبتا ساده نشان داده شد، کار در این زمینه آرام بود. یکی در انتظار توسعه مدل‌های آب و هوایی پیچیده‌تر بود که با آن می‌توان تحلیل‌های کمی واقع‌بینانه از پیامدهای اجبار تصادفی برای سیستم آب و هوای جهانی انجام داد. اکنون که این مدل‌ها به طور گسترده در دسترس قرار گرفته‌اند، طبیعی است که شاهد ظهور مجدد تحقیقات مدل‌سازی تصادفی باشیم.

The proceedings of the summer 1999 Chorin workshop on stochastic climate models captures well the spirit of enthusiasm of the workshop participants engaged in research in this exciting field. It is amazing that nearly 25 years after the formal theory of natural climate variability generated by quasi-white-noise weather forcing was developed, and almost 35 years after J . M. Mitchell first suggested this mechanism as the origin of sea-surf ace-temperature fluctuations and climate variability, there have arisen so many fresh perspectives and new applications of the theory. The workshop has succeeded admirably in high­ lighting these new aspects while clarifying the position of stochastic climate modelling within the general framework of climate research and mathematical modelling. The organizers can be congratulated in bringing together leading researchers covering a wide range of scientific expertise, from mathematicians concerned with the derivation of stochastic models from first principles, to app­ lied climate modellers trying to understand the dynamics of the complex climate system. Following the first burst of stochastic modelling papers in the decade from the mid-seventies to the mid-eighties, in which the viability of the concept was demonstrated using relatively simple conceptual models, there was a lull of work in this field. One awaited the development of more sophisticated climate models with which one could carry out realistic quantitative analyses of the implications of stochastic forcing for the global climate system. Now that these models have become widely available, it is natural that one is witnessing a resurgence of stochastic modelling investigations.