A review and synthesis of hysteresis in hydrology and hydrological modeling: Memory, path-dependency, or missing physics?

هیسترزیس یک پدیده به طور گسترده ای در سیستم های طبیعی و مهندسی در مقیاس های زمانی و مکانی مختلف است. تعریف آن غیر منحصر به فرد و به جای وابستگی متقابل است، در حالی که سیستم هایی با رفتار هیسترتیک، از جمله سیستم های هیدرولوژیکی، معمولا به عنوان سیستم های وابسته به مسیر یا سیستم با حافظه اشاره می شود. علیرغم وجود گسترده فرایندهای هیسترتیک، نسل فعلی مدل های هیدرولوژیکی مستقیما برای هیسترزیس به حساب نمی آید. در این مقاله، مبانی، نظریه ها و خواص کلی هیسترزیس را در ادبیات گسترده علمی بررسی می کنیم و سپس در بازنمایی های آن در علوم هیدرولوژیکی تمرکز می کنیم. از طریق مثال های نمونه ای، ما نشان می دهیم چگونه یک درک ناقص یا نمایندگی فرآیندهای اساسی در یک سیستم می تواند منجر به در نظر گرفتن سیستم به عنوان وابستگی به مسیر باشد. ما استدلال می کنیم که در اغلب موارد، هیسترزیسم یک روش رویکرد کاهش ابعاد ما برای پردازش درک و نمایندگی است. ما بیشتر توضیح می دهیم که هیستریزی مدل سازی در یک جهان ایده آل نیازمند یک نمایندگی فرایند کامل است که بر مبنای درک کامل فرآیندها، ناهمگونی و وابستگی مقیاس زمانی و زمانی آنهاست. با این حال، ما بحث می کنیم که ابعاد / فیزیک گم شده در یک مدل هیدرولوژیکی ممکن است تا حدودی جبران شود و این باعث می شود که مدل با اجزای هیسترتیسم رسمی باشد. علاوه بر این، ما نشان می دهیم که ساختار مدل متعارف و پارامتر کردن ممکن است به نحوی طراحی شده تا بخشی از رفتار هیدرولیکی مورد نظر را تولید کند.