具有非对称半球的不光滑概念性气候模型中的同步冰期循环

我们提出一个关于地球冰期-间冰期循环的新概念模型，其控制方程的向量场具有一个不连续超平面。该工作扩展了经典的Budyko型和Sellers型温度-反照率反馈概念能量平衡模型，去除了关于赤道行星对称性的标准假设。独立的北半球和南半球冰盖的动力学与一个表示年全局平均地表温度的方程相耦合。该系统基于北半球冰盖的质量平衡原理具有不连续切换机制。我们证明相关的Filippov系统承认一个唯一的非光滑且吸引的极限环，它代表了冰期与间冰期状态之间的循环。由于涉及的时间尺度差异巨大，该模型呈现为一个非光滑几何摄动问题，对此我们采用特定的数学技巧来产生周期轨道。我们发现北半球的气候变化驱动了南半球的同步变化，正如地球在轨道时间尺度上所观测到的那样。