Nature Communications Earth & Environment: Необратимость времени как индикатор приближения критических точек в подсистемах Земли
В условиях меняющихся экологических тенденций многие элементы земной системы могут быть готовы к критическим переходам или «критическим изменениям». Надёжное прогнозирование этих критических изменений имеет решающее значение для принятия политических решений. Многие из существующих методов обнаружения критических точек основаны на потере устойчивости или «критическом замедлении» системы по мере приближения к критической точке. Однако эти методы подвержены ложным срабатываниям; обнаруженное замедление может быть артефактом нестационарного шума, не связанного с поведением, приводящим к критической точке. Здесь авторы исследуют эффективность ранних предупреждающих сигналов, основанных на неравновесной термодинамической структуре. Метод обнаружения без использования модели основан на повышенной внутренней необратимости во времени из-за нарушения детального равновесия, предшествующего началу критического изменения или нестабильности. Авторы демонстрируют, что эти системы раннего предупреждения эффективны для обнаружения критических точек и устойчивы к ложным срабатываниям, вызванным нестационарным шумом, используя идеализированные модели двух ключевых элементов земной системы, подверженных критическим изменениям: Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции и потери арктического морского льда.