Michael Ghil

Michael Ghil
Född	( 1944-06-10 ) 10 juni 1944 Budapest , Ungern
Nationalitet	amerikansk, israelisk
Alma mater	Technion – Israel Institute of Technology , Courant Institute of Mathematical Sciences
Känd för	Booleska fördröjningsekvationer , klimatdynamik , dataassimilering , El Niño-södra oscillation , singularspektrumanalys
Utmärkelser	APS Fellow (2022) A. Wegener-medalj (2012) LF Richardson-medalj (2004)
Vetenskaplig karriär
Fält	Klimatvetenskap
institutioner	University of California, Los Angeles , École normale supérieure
Avhandling	(1975)
Doktorand rådgivare	Peter Lax
Anmärkningsvärda studenter	Hervé Le Treut

Michael Ghil (född 10 juni 1944 i Budapest, Ungern ) är en amerikansk och europeisk matematiker och fysiker, med fokus på klimatvetenskapen och deras tvärvetenskapliga aspekter. Han är en grundare av teoretisk klimatdynamik, såväl som av avancerad dataassimileringsmetodik . Han har systematiskt tillämpat dynamisk systemteori på flöden i planetarisk skala, både atmosfäriska och oceaniska. Ghil har använt dessa metoder för att gå från enkla flöden med hög tidsmässig regelbundenhet och rumslig symmetri till de observerade flödena, med deras komplexa beteende i rum och tid. Hans studier av klimatvariabilitet på många tidsskalor har använt en fullständig hierarki av modeller , från de enklaste "leksaksmodellerna" hela vägen till atmosfäriska, oceaniska och kopplade allmänna cirkulationsmodeller. Nyligen har Ghil också arbetat med modellering och dataanalys inom befolkningsdynamik , makroekonomi och klimat–ekonomi–biosfärsystemet.

Han är för närvarande en framstående forskningsprofessor vid University of California, Los Angeles och en framstående professor emeritus vid École Normale Supérieure, Paris .

tidigt liv och utbildning

Ghil tillbringade sin barndom i Rumänien innan han flyttade till Israel . Han studerade maskinteknik vid Technion–Israel Institute of Technology , Haifa, Israel, där han tog sin B.Sc. i augusti 1966, och hans M.Sc. i juni 1971. Han studerade matematik vid Courant Institute of Mathematical Sciences , New York University, New York, varifrån han tog en magisterexamen i februari 1973 och en Ph.D. i juni 1975, under överinseende av Peter Lax (Abelpriset 2005). Hans doktorsavhandlingstitel var "A Nolinar Parabolic Equation with Applications to Climate Theory".

Karriär

Ghil var knuten till Courant Institute of Mathematical Sciences, från september 1971 till maj 1987, först som forskningsassistent (1971–1975) och sedan som forskningsprofessor (1982–1987), via mellanliggande utnämningar. Medan han var i New York var han NAS/NRC Research Associate vid NASA Goddard Institute for Space Studies, New York från augusti 1975 till september 1976.

1985 utsågs Ghil till professor i klimatdynamik vid institutionen för atmosfärsvetenskap vid University of California, Los Angeles, där han också tjänstgjorde som ordförande för samma institution från september 1988 till juni 1992. Från juli 1994 till juni 2003 han utnämndes till Distinguished Professor of Climate Dynamics vid UCLA, samt direktör för Institute of Geophysics & Planetary Physics, UCLA, från juli 1992 till juni 2003. Han tjänstgjorde som direktör för Environmental Research & Teaching Institute (CERES-ERTI) ), från École Normale Supérieure i Paris från november 2002 till september 2010 och som chef för geovetenskapliga institutionen vid ENS från juli 2003 till december 2009, där han också var en framstående professor i geovetenskap från september 2002 till september 2012.

Sedan oktober 2003 fram till idag är han en framstående forskningsprofessor i atmosfäriska och oceaniska vetenskaper vid University of California, Los Angeles. Han är också en framstående professor emeritus vid École Normale Supérieure, Paris från september 2012.

Forskning

Ghil har spelat en viktig roll i grunden för modern teoretisk klimatdynamik . Under slutet av 1970-talet arbetade han med tillämpningen av dynamisk systemteori på problem inom klimatvetenskapen. Budykos och Sellers arbete föreslog Ghil en 1D energibalansmodell som kan ge en kortfattad men i huvudsak korrekt beskrivning av klimatsystemet. Ghils analys kompletterade de av Budyko och Sellers och spelade en nyckelroll för att förstå multistabiliteten i jordsystemet, som har konkurrerande snöboll och varma tillstånd. Paleoklimatologiska bevis för att jorden verkligen hade upplevt snöbollsepisoder i förkambrium dök upp på 1990-talet. Energibalansmodeller som Ghils, en gång kompletterade med stokastiska krafter (i riktning mot Hasselmanns program) ledde till upptäckten av fenomen som stokastisk resonans .

Under 1980- och 1990-talen bidrog Ghil till utvecklingen av dataassimileringstekniker inom meteorologi och oceanografi , och till teorin om lågfrekvent variabilitet i atmosfären (med särskild tonvikt på studiet av blockering), såväl som till förståelsen för storskalig havsdynamik . Han introducerade användningen av avancerade spektrala metoder för analys av kaotiska geofysiska tidsserier, och mest framträdande analystekniken för singulära spektrum (SSA). På 2000-talet utökade han sina studier av fenomenet El Niño-Southern Oscillation ( ENSO) med hjälp av booleska fördröjnings- och fördröjningsdifferentialekvationer och arbetade med statistik och dynamik för extrema händelser . Nyligen föreslog Ghil pullbackattraktorn som en matematisk ram som kan omfatta klimatsystemets slumpmässiga och tidsberoende natur . Ett annat forskningsområde har varit utvecklingen av datadrivna metoder för att rekonstruera surrogatdynamiken i delvis observerade system. Dessutom har han bidragit till dataanalys och modellering inom makroekonomi och befolkningsdynamik, samt till kopplad klimat-ekonomi-biosfärmodellering.

Heder och utmärkelser

• 2022 American Physical Society Fellow
• 2012 A. Wegener-medalj & hedersmedlem, European Geosciences Union (EGU)
• 2010 Hedersmedlem, Ungerska vetenskapsakademin
• 2005 Lorenz-föreläsning, American Geophysical Union
• 2005 utländsk medlem, Österrikiska vetenskapsakademin (OeAW)
• 2004 LF Richardson-medalj, European Geosciences Union
• 2002 Hedersstipendiat i Royal Astronomical Society
• 1998 Medlem, Academia Europaea
• 1995 Fellow, American Geophysical Union
• 1991 - 1992 Guggenheim Fellow
• 1988 Fellow, American Meteorological Society

Publikationer

Ett urval av böcker och tidningar ges nedan.

Utvalda böcker

• Bengtsson, L., M. Ghil och E. Källén (Eds.), 1981: Dynamic Meteorology: Data Assimilation Methods, Springer-Verlag, New York/Heidelberg/Berlin, doi:10.1007/978-1-4612-5970- 1, återutgiven som e-bok av Springer 2012, e-ISBN 978-1-4612-5970-1, 330 s.
• Ghil, M., R. Benzi och G. Parisi (Eds.), 1985: Turbulence and Predictability in Geophysical Fluid Dynamics and Climate Dynamics, Proceedings of the International School of Physics "Enrico Fermi", Kurs LXXXVIII, Varenna, 1985, North-Holland Publ. Co., Amsterdam/New York/Tokyo, 449 s.
• Ghil, M. och S. Childress, 1987: Ämnen i Geophysical Fluid Dynamics: Atmospheric Dynamics, Dynamo Theory and Climate Dynamics, Springer Science & Business Media, pp, doi:10.1007/978-1-4612-1052-8, ISBN 978-0-387-96475-l, återutgiven som e-bok av Springer 2012, ISBN 978-1-4612-1052-8, s. xv + 485.

Utvalda papper

Teori om klimatdynamik och klimatvariabilitet

• Ghil, M., 1976: Klimatstabilitet för en modell av Sellers-typ, J. Atmos. Sci., 33, 3–20.
• Ghil, M. och R. Vautard, 1991: Interdecadal oscillations and the warming trend in global temperature time series, Nature, 350, 324–327.
• Ghil, M., MD Chekroun och E. Simonnet, 2008: Climate dynamics and fluid mechanics: Natural variability and related uncertainties, Physica D, 237, 2111–2126, doi:10.1016/j.physd.2008.03.036.
• Ghil, M., 2019: Ett århundrade av olinjäritet i geovetenskaperna, Earth & Space Science, 6, 1007–1042, doi: 10.1029/2019EA000599.
• Ghil, M. och V. Lucarini, 2020: The physics of climate variability and climate change, Rev. Mod. Phys., 92(3), 035002, doi:10.1103/RevModPhys.92.035002.

Paleoklimat

• Källén, E., C. Crafoord och M. Ghil, 1979: Fria svängningar i en klimatmodell med inlandsdynamik, J. Atmos. Sci., 36, 2292–2303, https://doi.org/10.1175/1520-0469(1979)036%3C2292:FOIACM%3E2.0.CO;2
• Ghil, M., 1994: Cryothermodynamics: The chaotic dynamics of paleoklimat, Physica D , 77 , 130–159, doi: 10.1016/0167-2789(94)90131-7.
• Boers, N., M. Ghil och T. Stocker, 2022: Teoretiska och paleoklimatiska bevis för abrupta övergångar i jordsystemet, Envir. Res. Lett ., 17 , 093006, doi: 10.1088/1748-9326/ac8944.

Data assimilering

• Ghil, M. och P. Malanotte-Rizzoli, 1991: Dataassimilering i meteorologi och oceanografi, Adv. Geophys., 33, 141–266.
• Carrassi, A., M. Ghil, A. Trevisan och F. Uboldi, 2008: Dataassimilering som ett icke-linjärt dynamiskt systemproblem: Stabilitet och konvergens av prediktions-assimileringssystemet, Chaos , 18(2), 023112, doi : 10.1063 /1,2909862.

Blockeringar

• Legras, B. och M. Ghil, 1985: Ihållande anomalier, blockering och variationer i atmosfärisk förutsägbarhet, J. Atmos. Sci., 42, 433-471.

Dynamisk systemteori

• Chekroun, MD, E. Simonnet och M. Ghil, 2011: Stokastisk klimatdynamik: Slumpmässiga attraktioner och tidsberoende invarianta åtgärder, Physica D, doi:10.1016/j.physd.2011.06.005.
• Ghil, M., 2017: The wind-driven ocean circulation: Applying dynamic system theory to a climate problem, Discr. forts. Dyn. Syst. – A, 37(1), 189–228, doi:10.3934/dcds.2017008.
• Charó, GD, MD Chekroun, D. Sciamarella och M. Ghil, 2021: Noise-driven topological changes in chaotic dynamics, Chaos, 31 (10), doi:10.1063/5.0059461.

Makroekonomi & kopplad klimat-makroekonomi

• Hallegatte, S. och M. Ghil, 2008: Naturkatastrofer som påverkar en makroekonomisk modell med endogen dynamik, Ecological Economics, 68, 582–592, doi:10.1016/j.ecolecon.2008.05.022.
• Groth, A. och M. Ghil, 2017: Synchronization of world economic activity, Chaos, 27, 127002 (18 s.), doi: 10.1063/1.5001820.