气候物理化学课程：作业一 Daisy World
Daisy World介绍
1970年代初期，英国科学家James Lovelock提出了盖娅假说（Gaia Hypothesis）。Lovelock认为地球气候系统是一个高度耦合的系统，生物圈和非生物圈之间有很强的动态反馈过程。在有限范围的外强迫条件下，地球系统可以通过交互作用，产生适宜生命生存的动态气候平衡。
为示范盖娅假说，1983年Lovelock与Andrew Watson合作发展了一个简单的概念模型“Daisy World”。Daisy World显示了生物物种可能通过负反馈过程改变地球系统物理性质，使气候达到稳定、适宜生命生存的状态。这虽然是一个很简单的概念模型，但是却有很多复杂或甚至违背直觉的表现，成为研究复杂系统动力的经典问题。了解Daisy World模型，可帮助我们更深入认识气候系统相互作用。
基本Daisy World模型
Watson and Lovelock (1983) 所提出的基本 Daisy World 模型
作业实验
- 画一个Daisy World模型示意图，说明物理意义。
- 根据基本Daisy World模型，自行设计实验回答下列问题。每一组实验应该说明实验设计、所使用参数、实验结果，并适当作图及阐述物理意义。
- 太阳亮度对地球温度的影响
- 不同死亡率
- 不同覆盖率（海洋面积）
作业要求
- 11月28日下午5点之前交。
- 同学应自行编写基本Daisyworld模型，有助于更深入了解系统反馈过程。程序语言不限，可使用Fortran, C, C++, Python, Mathematica, Matlab, IDL等。交作业时应将程序打印附录于后。网上有许多Daisyworld程序，同学可以参考，但不可抄袭。
学期报告延伸建议
除了编写基本的Daisyworld模型及完成作业实验以外，同学们可以探索以下任一种或多种延伸变化，作为学期报告主题，也可以自己尝试设计其他物理过程。实验应强调阐述物理意义。本学期最后一次上课做口头报告。
- 基本Daisy World虽有黑白daisy的覆盖面积，但实际是零维模式。可考虑daisies可以在不同纬度分布，且不同纬度因太阳入射角不同，daisy反照率对行星整体反照率的影响不同。
- 考虑daisies种类更多（生物多样性更高），对系统稳定度的影响
- Daisy-Rabbit-Fox World：真实生态圈
