代理数据——在珊瑚、花粉、树木和沉积物等不太可能的地方发现的地球气候的间接记录——显示了从大约一百万年前开始大约每十万年发生一次有趣的振荡。全球冰量、海平面、二氧化碳浓度和地表温度的剧烈变化表明向冰期的长期缓慢过渡和向温暖而短暂的间冰期的突然转变的循环。

优雅地模拟地球的突然冰川转变

MilutinMilankovitch假设这些周期的时间是由地球的轨道参数控制的，包括它绕太阳运行的路径形状和地球的倾斜度。稍微靠近一点的轨道或更倾斜的行星可能会导致太阳辐射的小幅增加和导致气候发生巨大变化的反馈回路。这个想法表明，气候是一个众所周知的复杂系统，可能存在一些可预测性。

那不勒斯帕特诺普大学的StefanoPierini在Chaos期刊上提出了一种新范式来简化米兰科维奇假说的验证。

“这项研究背后的主要动机是希望以一种简单、优雅和直观的方式描述和说明Milankovitch假说，”Pierini说。

许多模型表明Milankovitch是正确的;然而，这些方法通常是详细的并且是针对特定研究的。它们将气候反馈回路——例如，增加的冰盖将更多的辐射反射回太空，导致进一步降温和更多的冰盖——作为阈值交叉规则。这意味着只有当一个参数达到给定的临界点时，气候才会突然跳跃。

Pierini的“确定性激发范式”结合了松弛振荡和兴奋性的物理概念，以更通用的方式将地球轨道参数与冰川周期联系起来。松弛振荡分量描述了气候在受到干扰后如何缓慢恢复到其原始冰川状态。那时，模型的兴奋性部分捕捉到外部轨道变化并触发下一个冰川周期。

通过使用他自己的阈值交叉规则并采用经典的能量平衡模型，Pierini获得了最近冰川周期的正确和稳健的时间。

“在目前的基本公式中应用确定性激发范式可以解释最后四次冰川终止的时间，”他说。“将相同的分析扩展到整个更新世将是未来调查的主题。”

Pierini相信类似的方法可以用于非线性科学的其他领域以及与其他气候现象相关的领域。

文章“确定性激发范式和晚更新世冰川终止”由StefanoPierini撰写。它于2023年3月7日在混沌中发布。