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预测干旱植被模型中局域二面体对称图案的出现

动力系统 2024-10-14 v2 斑图形成与孤子

摘要

局域图案常在干旱植被模型中观察到,既作为荒漠状态中的植被峰,也作为植被状态中的空隙,即所谓的“仙女圈”。径向空间动力学的最新结果表明,具有二面体对称性的局域图案近似从一般反应—扩散系统的图灵不稳定性中产生,我们将其应用于若干植被模型。我们提出了一份在给定的反应—扩散模型中寻找此类图案的系统指南,在此过程中我们获得了四个关键量,使我们能够以最小的分析预测解的定性性质。我们考虑了四个成熟的植被模型并计算其关键预测量,观察到具有相似值的模型展现出定性相似的局域图案;随后我们通过各模型中各类局域状态的数值模拟补充了我们的结果。在此,局域植被斑块从图灵不稳定性中普遍产生,并作为均匀与环境图案化之间的瞬态,随时间演化展现出复杂动力学。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.02956,
  title  = {Predicting the emergence of localised dihedral patterns in models for dryland vegetation},
  author = {Dan J. Hill},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.02956},
  year   = {2024}
}

备注

32 pages, 12 figures