地球历史中雪球概率的简单随机建模
摘要：地球的多年历史中展示了多种不同的气候。从表面大部分或完全被冰覆盖的雪球时期到比今天更温暖、冰冻圈几乎不存在的时期。我们对温室气体演化的理解，特别是二氧化碳的演化，主要是借助确定性模型得出的。然而，碳循环的复杂性以及其随时间的不确定性，促使我们研究非确定性模型，其中循环的关键要素通过内在随机过程来表示。通过这样做，我们可以了解与地球气候记录兼容的可变性模型，而不是了解这种可变性的具体产生方式。在这项研究中，我们通过讨论两种简单的长期碳循环可变性的随机模型来探讨为什么在前寒武纪时期出现了雪球，但在后生代没有出现。第一个模型是最简单的，将二氧化碳浓度直接表示为随机过程，它有指导意义，也许比较直观，但与后生代没有雪球事件的事实不相容。第二个模型将碳源与碳汇分离，并将二氧化碳排气表示为随机过程，而不是浓度，它更灵活。当排气在较长时间内波动时，而不是从一个平均状态进行短暂而快速的偏离时，这个模型与雪球事件的记录更为兼容，显示出地球历史上雪球事件的概率只有适度增加。这些模型之间的对比说明了长期碳循环可能呈现出的可变性。
作者：Mark Baum, Minmin Fu
论文ID：2208.02793
分类：Geophysics
分类简称：physics.geo-ph
提交时间：2022-12-07