Короткие ритмы Эль-Ниньо ✎

Оригинал: "High frequency intrinsic modes in El Ni\~no Southern Oscillation Index"
arXiv:0805.3464 · 2008-05-22 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Ежедневные данные о давлении воздуха над Тихим океаном содержат короткие ритмы, которые помогают предсказывать погоду на месяцы вперед.

На острове Таити и в австралийском городе Дарвин стоят барометры. Они каждый день измеряют давление воздуха. Разница между этими двумя измерениями называется индексом Южного колебания. В ежедневных записях этого индекса, как в шуме оркестра, прячутся ровные ритмы.

Ученые нашли шесть таких ритмов: 24, 27, 37, 76, 100 и 365 дней. Каждый ритм связан с известным природным процессом. Например, 27 дней — это время, за которое Луна обходит Землю, а 37 дней — это время, за которое большое облачное скопление пересекает океан.

Если сложить все эти ритмы вместе, можно предсказать, каким будет индекс через девять месяцев. Точность прогноза оценили числом 0.73 по шкале AUC. Это хороший результат для предсказания того, будет ли давление выше или ниже среднего.

После того как ритмы убрали, оставшиеся случайные колебания оказались не совсем случайными. Редкие сильные события, такие как Эль-Ниньо, происходят не независимо друг от друга, а с памятью о прошлом. Это значит, что после одного сильного события следующее может прийти раньше, чем если бы все решал чистый случай.

Барометры на Таити и в Дарвине продолжают мерить давление. Теперь их ежедневные показания можно читать как партитуру, в которой короткие ноты подсказывают, каким будет следующий такт.

Период в 100 дней может возникать как биение между 37 и 27 днями: 1/(1/27 - 1/37) ≈ 100 дней. Это пример того, как взаимодействие двух колебаний порождает третье, более медленное.

Понятия
южная осцилляция эль-ниньо многомерный индекс ЭНСО индекс южной осцилляции межгодовая изменчивость энсо вспышка западных ветров солнечный цикл модель осциллятора с подзарядкой сезонный цикл модель Джина–Тиммермана смешанные моды колебаний телеконнекция естественная изменчивость сезонный форсинг весенний барьер предсказуемости высокочастотные гравитационные волны распространение экваториальных волн ERSST осцилляция маддена-джулиана южная осцилляция