Явление динамического хаоса в физике

Динамика ионосферы есть совокупность всех движений и их нелинейных взаимодействий. Изменение параметров в большей степени зависит от волновых возмущений на ионосферных высотах. На метеорных высотах выделяют два вида движения: линейные и нелинейные. К линейным волнам можно отнести приливы, линейные ВГВ и преобладающий ветер. К нелинейным движениям – такие движения, как нелинейное ВГВ, турбулентность и гравитационные шумоподобные колебания, представляющие собой детерминированный (динамический) хаос гравитационной природы. [1]

Динамиический хаос — явление в теории динамических систем, при котором поведение нелинейной системы выглядит случайным, несмотря на то, что оно определяется детерминистическими законами. В качестве синонима динамического хаоса часто используют название детерминированный хаос; оба термина полностью равнозначны и используются для указания на существенное отличие хаоса как предмета научного изучения в синергетике от хаоса в обыденном смысле. [2]

Первым примером динамического хаоса можно считать работы Эдварда Лоренца для описания конвективного движения в атмосфере с целью предсказания погоды в 1963 году. В 1960 году Лоренц построил модель погоды. Она представляла собой набор чисел - значения нескольких переменных, таких как температура, атмосферное давление, скорость ветра в данный момент времени. Лоренц выбрал двенадцать уравнений, описывающих связь между этими переменными. В конечном счете, при одних и тех же начальных значениях были получены абсолютно разные результаты, из-за разного количества знаков после запятой во вводимых данных, хоть и из модели была полностью устранена случайность. Система оказалась очень чувствительной к малейшим воздействиям на нее.

Существует временной ряд значений скорости ветра. Который характеризуется движением в атмосфере, после соответствующей обработки можно произвести оценку будущих значений временного ряда, что немаловажно и для решения задач, связанных с исследованиями динамики атмосферы. Приложением теории нелинейных систем с хаотическим поведением является прогнозирование динамики порождаемых ими временных рядов. Как и большинство систем вследствие их сложности, атмосфера не может быть смоделирована с достаточной точностью. Однако её можно описать на основе наблюдения. Наблюдаемая скорость ветра (временной ряд) - это функция от времени, по которой судят о процессе в атмосфере. Если наблюдаемую определенным образом обработать, то при некоторых условиях возможно произвести оценку будущего значения временного ряда, зная только предыдущие значения. [3]