10

П рез повечето време животът ни протича гладко и предвидимо, но е склонен и към периодична нестабилност с опустошителни последици.

Можем ли да направим повече, за да предвидим тези периоди и дори да се намесим, за да ги предотвратим?

Източник: iStock Photos/Getty Images

Всъщност изглежда, че едно от най-големите ни притеснения е да не попаднем в задръстване. Но след това, сякаш от нищото, светът ни се преобръща с главата надолу. Поразява ни глобална пандемия, която убива милиони хора и принуждава цели държави да се затворят. След това инфлацията тръгва нагоре, а икономическият спад застрашава препитанието ни. А после една държава нахлува в друга и възникналата война засяга всички ни. Уау! Откъде, за Бога, се взе всичко това?

Какво предстои през 2022 г.? Предсказания на Нострадамус, които може да се сбъднат

За тези внезапни непредвидени катастрофи има обща причина.

Това е нещо, което често се среща в много "нелинейни системи" във физическите, биологичните и социалните науки: периодична нестабилност. Това означава, че след дълги периоди на скучно и предсказуемо поведение тези системи изведнъж стават диво непредсказуеми, проявявайки екстремни колебания, посочва Тим Палмър, професор по физика на климата в Оксфордския университет и пионер в разработването на техники за вероятностно ансамблово прогнозиране на времето и климата в анализ за "Би Би Си".

Какво е нелинейна система? Това е система, чийто изход не е пряко пропорционален на началото. Ние, хората, сме нелинейни системи - ако спечелим 1 млн. долара от лотарията, вероятно ще бъдем наистина много щастливи. Но ако спечелим 4 млн. долара, вероятно няма да сме четири пъти по-щастливи. Казано по-ясно, ако удвояването на богатството ни в лотарията би ни направило щастливи, загубата на богатството ни в резултат на някаква глупава игра не просто би ни натъжила, а би ни съсипала.

Хороскопи, врачки и предсказания – поглед в бъдещето или чиста измама?

Източник: iStock Photos/Getty Images

Нелинейността е ключова съставка на явлението хаос - процесът, който е в основата на известния ефект на пеперудата: как една малка несигурност може да нарасне и да направи цялата система непредсказуема. В хаотичните системи обаче ефектът на пеперудата не действа напълно през цялото време. Понякога една хаотична система може да бъде предсказуема за доста дълъг период в бъдещето. В други случаи, в близост до периодична нестабилност, размахването на крилата на пеперудата може да унищожи предсказуемостта за много кратък период от време. Всичко това е следствие от нелинейността.

Времето е нелинейна хаотична система.

През по-голямата част от времето то е доста скучно и предвидимо, но понякога става диво непредсказуемо и екстремно. През октомври 1987 г. синоптикът на "Би Би Си" Майкъл Фиш каза на зрителите да не се притесняват от силните ветрове, които се оказаха най-силната буря, която Южна Англия е преживявала от 300 години, само ден преди да се случи. Метеоролозите се поучиха от това. Осъзнали са, че развитието на това, което в някои среди стана известно като "бурята на Фиш", е изключително чувствително към ефекта на пеперудата - много повече от обикновено.

Между религията и фалшивите новини – как се злоупотребява с вярата на хората

И така, в днешно време, когато се опитват да предскажат времето,

синоптичните центрове провеждат ансамбли от 50 симулации, всяка от които се различава леко в началните си условия (чрез махане на крилата на метеорологична пеперуда). Когато атмосферата е много нестабилна, както беше през октомври 1987 г., тогава различните прогнози в рамките на ансамбъла ще се различават драстично една от друга: някои от тях ще показват екстремно време със сила на ураган, а други ще показват много по-благоприятно време. Единственото, което може да направи синоптикът в такава ситуация, е да оцени вероятността или невероятността екстремното събитие да се случи.

Днес ансамбловото прогнозиране на времето революционизира начина, по който

хуманитарните организации и организациите за помощ при бедствия изпращат спешна храна, подслон, лекарства и дори финансови средства в региони, застрашени от екстремни метеорологични условия. Такива изпреварващи действия се предприемат, когато базираните на ансамбъла вероятности за екстремни метеорологични условия надхвърлят предварително определен праг.

Учени с план да превърнат Земята в гигантска обсерватория

Можем ли ние, хората, да повлияем на вероятността от такива периодични нестабилности?

Да, можем. Продължавайки да изпускаме парникови газове в атмосферата, като по този начин затопляме и овлажняваме въздуха, ние насочваме нашата нелинейна климатична система към по-голяма периодична нестабилност. Може би един от най-опустошителните видове нестабилност е свързан с повратна точка, например свързана с разпадането на голяма ледена покривка, което води до значително повишаване на морското равнище. В тази ситуация не можем да поправим причинените щети, като просто обърнем емисиите. Това би означавало да заключим вратата на конюшнята, след като конят е избягал.

Имаме възможност да намалим вероятността от тези климатични нестабилности, като регулираме емисиите на парникови газове. Но кои действия ще бъдат най-ефективни?

През 50-те години на миналия век беше предложена идеята за взривяване на ядрени бомби в подходящи части на атмосферата, за да се отклонят ураганите от предвидените им траектории, ако застрашават населени райони. За да вземат тези решения, климатолозите се опитват да моделират климатичната система и да оценят как ще се промени климатът в резултат на различни възможни сценарии за бъдещи емисии. Но тези оценки са несигурни, не на последно място поради ефекта на тези емисии върху вътрешните атмосферни процеси, като например облачната покривка.

Краят на света е близо? Най-известните предсказания за апокалипсиса

Дори нашата Слънчева система, за която често се смята, че е най-точната и предсказуема система от всички, е хаотична и може да проявява периодична нестабилност.

Преди повече от сто години френският физик Анри Поанкаре показа, че попринцип нищо не пречи на планетите да бъдат изхвърлени много внезапно от Слънчевата система. За щастие, въз основа на ансамбловите прогнози за Слънчевата система можем да бъдем сигурни, че този вид периодична нестабилност няма да се случи в обозримо бъдеще (в случая много милиони години).

Много по-вероятна обаче е миниверсия на тази нестабилност - от астероидния пояс да бъде непредсказуемо изхвърлен малък астероид, който да удари Земята с ефект, подобен на този на една или повече ядрени бомби. Поради тази причина НАСА подобрява възможностите си за прогнозиране на астероиди в близко бъдеще и разработва средства за отклоняване на астероиди, ако те внезапно се насочат към Земята. Мисията "Дарт", при която космически кораб се разби в астероида Диморфос, успешно изпробва способността ни да се справим с периодичната нестабилност на астероидния пояс, като променим курса на космическа скала, която може да се окаже насочена към Земята. В този случай разполагаме със средства за частично контролиране на нестабилността и за предотвратяване на най-лошите ѝ последици.

Учен предупреди за глобална катастрофа

Бихме ли могли да предотвратим появата на отделни метеорологични явления, като бурята от 1987 г., връхлетяла Англия, или ураганите, които ежегодно поразяват източното крайбрежие на САЩ, чрез подобен вид намеса?

През 50-те години на миналия век беше предложена идеята за взривяване на ядрени бомби в подходящи части на атмосферата, за да се отклонят ураганите от предвидените им траектории, ако застрашават населени райони. Въпреки очевидния проблем с радиоактивните валежи обаче, времето е твърде сложно, за да може да се осъществи надежден контрол от този тип.

За да има какъвто и да е шанс да се повлияе на тежка метеорологична система, експлозията би трябвало да се извърши много дни предварително, преди системата да е узряла.

Оценката на мястото на взривяване на бомбата на този обхват зависи много чувствително от дребномащабните детайли на прогнозираните модели на атмосферна циркулация - ако се сгреши прогнозираното място за взривяване дори с няколко километра, бомбата може да има слабо въздействие върху целевата екстремна метеорологична система. Способността ни да изчислим тези чувствителни местоположения на прогнозен обхват, на който техниката по принцип би могла да работи, просто не е толкова добра. Това е интересна идея, но (може би за щастие) е малко вероятно да работи надеждно на практика.

Безпрецедентни горещини и валежи в Китай, Япония също изнемогва заради жега

Но екстремните метеорологични условия не са единствената нелинейна система, която напоследък влияе на живота ни.

Разпространението на COVID -19 не беше особено добре прогнозирано в ранните фази на заболяването. Въпреки това то даде тласък на разработването на епидемиологични модели за прогнозиране на смъртността и хоспитализацията в резултат на заразяване с COVID. Както и при изменението на климата, това са не толкова прогнози, колкото оценки, предвидени за различни варианти на политиката - от строги забрани до липса на реакция.

Източник: iStock Photos/Getty Images

Въпреки че самите по-ранни модели на заболяванията не бяха особено надеждни, с разработването на повече модели с различни допускания станаха възможни многомоделни ансамбли за хоспитализациите и смъртните случаи от COVID чрез обединяване на резултатите от моделите във вероятностна форма. Те дават много по-надеждни оценки на вероятните най-лоши сценарии, отколкото биха могли да бъдат предоставени чрез прогнози на отделни модели.

Световната икономика е друга нелинейна система, която може да окаже силно влияние върху живота на всички нас.

Според бившия главен икономист на Английската централна банка Анди Халдейн икономистите са имали своя момент през 2008 г., когато кралица Елизабет II е попитала събранието на икономистите в Лондонското сити защо не са предвидили финансовата катастрофа от същата година. Според Халдейн икономическият модел, използван от Английската централна банка, просто не е в състояние да представи вида на периодичната нестабилност, която може да възникне във финансовата система.

 

Сравнително лесно е да се опишат качествено условията, при които може да възникне периодична финансова нестабилност.

В повечето случаи хедж фондът потиска нестабилността в цената на дадена акция, като я придвижва към нейната вътрешна стойност. Банките обаче отпускат пари на хедж фондовете и за да ограничат риска, ограничават сумата, която са готови да отпуснат.

Сега да предположим, че стойността на акциите спада. Хедж фондът ще трябва да продаде акциите си, за да изплати част от заема. Но продажбата на акциите по този начин може да доведе до по-нататъшен спад на стойността на акциите. Това прави още по-трудно за хедж фонда да изплати заема. Може би не само хедж фондът, но и банката ще фалира, ако това поведение е широко разпространено. По този начин се задвижва своеобразна спирала на смъртта, която води до нестабилност за цялата икономика, особено ако тази икономика зависи от състоянието на финансовия сектор.

Проблемът е, че традиционните неокласически модели на макроикономиката просто не включват такива процеси на микроравнище.

И разбира се, способността ни да прогнозираме икономиката зависи от това дали светът е в мир или във война. Един от пионерите на количественото прогнозиране на времето, Люис Фрай Ричардсън, разработи и някои от първите количествени модели за прогнозиране на конфликти. Прогнозирането на конфликти също започва да се развива като зряла област, използваща модели, и отново техниките за ансамблово прогнозиране, при които ключовите несигурности се променят между членовете на ансамбъла, са от жизненоважно значение за изготвянето на надеждни вероятностни прогнози. Тези модели подчертаха, че Украйна е потенциална гореща точка за конфликт преди нахлуването на Русия.

Нека съберем всичко това. Периодичните нестабилности са характерни за много нелинейни системи в природата и в глобалното общество. Като цяло въздействието им изглежда дълбоко негативно, нарушавайки живота ни по лош начин.

Източник: iStock Photos/Getty Images

Как можем да се справим с тези нестабилности? Може би можем да спрем появата им изобщо.

В случай на астероид това наистина изглежда възможно. В случая с метеорологичните условия или дори с икономиката системите са твърде сложни, за да бъде това осъществимо. Въпреки това, за последните примери, можем да направим появата на периодични нестабилности по-малко вероятна, дори и да не можем да ги премахнем напълно, като например чрез регулиране на емисиите на парникови газове, от една страна, или чрез регулиране на финансовите трансакции, от друга. Можем също така да се опитаме да предприемем превантивни действия за смекчаване на въздействието на нестабилностите, когато те се прогнозират.

Може би през следващите години "Уау! Откъде се взе това?" при поредната периодична нестабилност от една от многото възможни посоки, ще се чува по-рядко.

 

Коментари 10
Кирилица:
Фонетична
Имате 2000 позволени символа

* Моля, коментирайте конкретната статия и използвайте кирилица! Не се толерират мнения с обидно или нецензурно съдържание, на верска или етническа основа, както и написани само с главни букви!

10 коментара
 
Мъж и жена се карат. Жената: - Божеее вземи ме... Мъжът: - Аааа не е той будала като мене...
Прочети целия
Обратно в сайта X

ДОСТЪП ЗА ЛОГНАТИ ПОТРЕБИТЕЛИ За да пишете, оценявате или докладвате коментари, моля логнете се в профила си.

  1. Запомни ме
забравена парола Полетата маркирани с * са задължителни
Полето Потребителско име не трябва да е празно.
Полето E-mail не трябва да е празно.
Полето Парола не трябва да е празно.
Полето Повторете паролата не трябва да е празно.
  1. Декларирам, че съм се запознал с Общите условия за ползване на услугите на Нетинфо.
Полетата маркирани с * са задължителни
ЦИК изпраща на прокурор видеозаписите от броенето в седем избирателни секции

ЦИК изпраща на прокурор видеозаписите от броенето в седем избирателни секции

България Преди 12 минути

Иска се да бъде проверено дали са налице данни за съставяне на документи с невярно съдържание

Заглавната снимка е илюстративна!

Сбогом, Касиус! - Най-големият крокодил в света, отглеждан в плен, почина на около 110 години

Свят Преди 25 минути

Смята се, че Касиус е починал от старост, след като е живял около 110 години

,

Учени откриха „път от жълти тухли“ на дъното на Тихия океан

Любопитно Преди 50 минути

На зловещата сцена се е натъкнал изследователският кораб „Наутилус“

.

Снимки от сателит показват поредица от загадъчни пожари в руския участък на Черно море

Свят Преди 57 минути

Пожарите се намират в Черно море на места, където няма платформи за добив на газ и нефт

Атанас Илков: Само в 26% от сигналите за купуване на гласове се споменават партии

Атанас Илков: Само в 26% от сигналите за купуване на гласове се споменават партии

България Преди 1 час

Изнасят се твърдения, които заблуждават обществото, отбеляза министърът на вътрешните работи

<p>Пеевски:&nbsp;Това са пристъпи на политическа шизофрения</p>

Пеевски: Банда политически карикатури се опитва да открадне държавата

България Преди 1 час

Цяла предизборна кампания българските граждани гледаха, слушаха и се дивиха на отчаяните опити на шепа инфантилни, случайно попаднали политици да се "изперат" от собствената си бъркотия, посочва той

NOVA постави поредица от рекорди през октомври

NOVA постави поредица от рекорди през октомври

Любопитно Преди 2 часа

Още в първия пълен месец от есенния сезон NOVA увеличи рекордно преднината си пред втората телевизия в класацията сред зрителите в активна възраст (18-59 г.)

<p>Смразяваща находка &ndash; 76 деца с разпорени гърди</p>

Намериха погребална могила със 76 деца принесени в жертва в Перу

Любопитно Преди 2 часа

Децата са били погребани голи, с дрехите им оставени до тях

Крис Мартин от Coldplay пропадна на сцената (ВИДЕО)

Крис Мартин от Coldplay пропадна на сцената (ВИДЕО)

Любопитно Преди 2 часа

47-годишният изпълнител свири на стадиона Accor в Сидни в рамките на световното турне на групата

<p>Годзила навърши 70 години: На какви уроци ни научи?</p>

Годзила на 70 години: Какви уроци научихме от Краля на метафорите?

Любопитно Преди 2 часа

В разгара на Студената война, Годзила се връща към първоначалната си роля на въплъщение на ядрената заплаха

Пешеходка е с опасност за живота, след като беше пометена от кола в Сливен

Пешеходка е с опасност за живота, след като беше пометена от кола в Сливен

България Преди 2 часа

Тя е настанена в реанимация с тежка съчетана травма на гръбнак, ребра и таз

Кои са най-големите мишени на Русия в Украйна с наближаването на зимата

Кои са най-големите мишени на Русия в Украйна с наближаването на зимата

Свят Преди 3 часа

Военната помощ, от която Киев се нуждае, е несигурна. Страната на Володимир Зеленски се намира в един от най-трудните си моменти

Снимката е илюстративна

Кога ще стане ясно името на следващия президент на САЩ?

Свят Преди 3 часа

Тръмп или Харис - кой ще е следващият президент на Америка

Боршош: ГЕРБ-СДС няма да има общи действия нито с "ДПС – Ново начало", нито с АПС

Боршош: ГЕРБ-СДС няма да има общи действия нито с "ДПС – Ново начало", нито с АПС

България Преди 3 часа

За нас е важно да започнем преговори с втората по големина политическа сила, каза той

Испанският град Пайпорта след наводнението

Британец разказва за ужаса в Испания: Чувах предсмъртните писъци на съседите

Свят Преди 3 часа

Седмица след началото на бедствието, испанският град изглежда като сцена от апокалиптичен филм на ужасите

Русия изстреля ракета "Союз" с два спътника

Русия изстреля ракета "Союз" с два спътника

Свят Преди 3 часа

Всеки от двата сателита тежи по 430 кг и ще работи в орбита на височина от около 820 км