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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2025-03-05
摘要
臨界點描述了當系統僅響應環境條件的逐漸變化而經歷突然、快速且有時不可逆轉的變化時的情況。鑑於此類事件在大多數情況下都是不受歡迎的，因此人們提出了多種方法來識別系統是否正在接近臨界點。此類方法被稱為早期預警訊號，代表了一組用於識別系統潛在行為在時間或空間上的統計變化的方法，這些變化表明臨界點正在逼近。儘管對一類臨界點進行預警的想法並不新鮮，但在過去 20 年中，該主題引起了人們的極大興趣，主要是理論上的興趣。同時，來自遙感系統、現場測量、調查和模擬數據的前所未有的數據量，加上創新模型和尖端計算，使得開發多種用於檢測各個科學領域臨界點的工具和方法成為可能。然而，我們未能全面了解迄今為止在現實案例研究中使用了哪些早期預警、如何使用以及哪些早期預警。在這裡，我們回顧了過去 20 年的文獻，以展示這些指標的使用如何從生態學和氣候傳播到許多其他學科。我們記錄使用了哪些指標；他們的成功；以及所涉及的領域、系統和臨界點。我們發現，儘管存在公認的局限性和挑戰，但在我們審查的大多數案例研究中，大多數早期預警在檢測臨界點方面的表現是積極的。總體而言，所採用方法的普遍性——理論上大多數早期預警可以在許多動力系統中觀察到這一事實——解釋了它們在跨科學領域的應用中的持續多樣性和多樣化。