Az éghajlatváltozáshoz hasonló folyamatok jóval egyszerűbb szerkezetük ellenére hétköznapi berendezésekben is előfordulhatnak. Legújabb kutatásuk eredményeit összegezve magyar kutatók leírták, hogy bizonyos esetekben az egyszerű rendszerekben zajló változásokat is lehet és érdemes klímaváltozásnak tekinteni, és csak a klímadinamika eszköztárát használva lehet ezeket érdemben megérteni. Az erről szóló tanulmány a Springer Nature lapcsaládnak a mérnöki tudományokban előforduló kaotikus jelenségeket bemutató Nonlinear Dynamics című lapjában jelent meg mint kiemelt (Feature)cikk. Az idei fizikai Nobel-díjat a klimatikus változások fizikai modellezéséért és a komplex rendszerek vizsgálatáért ítélték oda, ami szintén azt mutatja, hogy a fizikának központi szerepe van a klímaváltozással összefüggő kérdések megválaszolásában.

A hajó fokozódó himbálózása kitörő viharban az egyre nagyobb hullámok hatására, a legjobban hallható adó keresése a rádió gombjának tekerésével, a rakomány csúszkálása az egyenetlen úton gyorsuló teherautó platóján vagy a kikapcsolása után egyre lassabban forgó centrifuga tengelyének mozgása meglepő módon hasonlít a klímaváltozáshoz.

A felsorolt jelenségekben közös, hogy tulajdonságaik lényeges mértékben megváltoznak időbeli fejlődésük során. Az ilyen és hasonló jelenségek vizsgálatának fontosságára a klímaváltozás hívta fel a figyelmet, mellyel nap mint nap szembesülünk. A klíma megváltozásának hajtóerejét a légkör szén-dioxid-tartalmának és ezzel együtt a Föld átlaghőmérsékletének folyamatos növekedése jelenti. A bonyolult földi klíma kaotikus tulajdonságokat mutat, és ezért hosszabb távon előrejelezhetetlen. Ennek oka a kiindulási állapotokra való nagymértékű érzékenység (pillangóhatás), ezért a klímatudományban hasznos a lehetséges kezdőfeltételek sokaságának vizsgálatából nyert valószínűségi információ felhasználása. Emellett – az időben változó paraméterek miatt – a klímaváltozás jellemzésében hasznosnak bizonyult a kezdőfeltételek sokaságából induló lehetséges későbbi állapotok pillanatfelvételeinek vizsgálata is.

Jánosi Dániel, az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) fizikus mesterszakos hallgatója, Károlyi György, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) egyetemi tanára és Tél Tamás, az ELKH-hoz tartozó MTA-ELTE Elméleti Fizikai Kutatócsoport közreműködő kutatója és korábbi vezetője most megjelent cikkükben rámutattak, hogy a klímatudományban napjainkra elterjedt, fent említett módszerek segítségével érdemes olyan mérnöki eszközöket is vizsgálni, amelyek időben változó paraméterű, egyszerű berendezéseknek tekinthetők. Ezek általában kaotikus viselkedésűek, de az eddig vizsgált esetekkel szemben bennük a káosz erőssége változik. A valódi klímaváltozás lényege szintén a káosz jellegének időbeli megváltozása, ezért lehet a bevezetésben említett példákat is a klímaváltozáshoz hasonlítani.

A káosz következményeként az ilyen rendszerek nagyon sokféle, de nem tetszőleges módon fejlődhetnek az időben. A cikk szerzői különböző kezdőállapotokból indítják az egyes rendszerek másolatait, amelyek ugyanazon fizikai törvények szerint mozognak, majd az eredményeket pillanatfelvételeken tanulmányozzák. Az így előállított párhuzamos időfejlődések egymás mellé állítása adja a megfelelő valószínűségi leírást, amelyet a szerzők a „párhuzamos dinamikai időfejlődések” elméletének neveznek a „párhuzamos földi klímák” analógiájaként.

A kék pontok egy egyszerű berendezés párhuzamos időfejlődéseinek lehetséges pillanatnyi állapotait mutatják két pillanatfelvételen, eltérő időpontokban. A jobb oldali ábrán a pontok nagyobb tartományon szóródnak, ami a káosz erősödésére utal, a berendezés klímaváltozáson megy keresztül.