Дослідник з Рочестерського технологічного інституту створили математичну модель палеоклімату на основі часових рядів, яка дозволила припустити, що зміна у режимі мусонів сприяла занепаду давньої Індської цивілізації. Стаття про це надрукована у журналі Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science.
Як моделюють клімат?
Багато фізичних, біологічних та економічних систем переживають рідкісні події внаслідок динамічного переходу режиму, коли ймовірність таких подій підвищується. Наприклад, літній мусон над Південною Азією має два різні динамічні режими, а саме: активної та неактивної фаз. Під час активної фази більша частина Південної Азії зазнає екстремальних опадів. Теорія динамічних систем є одним із основних математичних прийомів у кліматичному моделюванні. Однак при аналізі даних палеоклімату вона застосовується не так широко. Перешкодою для цього стали унікальні тонкощі часових рядів палеоклімату — наборів статистичних даних щодо значень параметрів, зібраних у хронологічному порядку. Це, зокрема, нерівномірність вибірки, наявність шуму та різні рівні невизначеності в оцінках.
Яким методом користувався дослідник?
Нішант Малік (Nishant Malik) розробив гібридний метод аналізу даних палеоклімату, який заснований на динамічних системах, але є досить надійним. Він базується на трьох математичних техніках, які застосовуються до часових рядів незалежно одна від одної. Щоб проілюструвати його дію, вчений застосував його для оцінки ізотопних записів кисню в сталагмітах з печери в Південній Азії, що дозволило скласти запис мусонних опадів в регіоні за останні 5700 років. Цей конкретний часовий ряд реконструює гідроклімат регіону у період, що відповідає еволюції Індської цивілізації, і його аналіз може дати уявлення про роль кліматичних змін у загибелі цієї цивілізації.
Що сталося із Індською цивілізацією?
Існує кілька теорій про те, чому цивілізація в долині Інду занепала, включаючи вторгнення кочових індоаріїв та землетруси. Але кліматичні зміни визнані найбільш вірогідним сценарієм. Втім, до застосування нового математичного методу підтвердження не було. Цей аналіз показав, що значні зміни в мусонній структурі відбулися безпосередньо перед розквітом цієї цивілізації, але картина змінилася безпосередньо перед тим, як цивілізація занепала.