Почему Эль-Ниньо и Ла-Нинья сменяют друг друга не по расписанию ✎

Оригинал: "Tropical Atmospheric Circulations: Dynamic Stability and Transitions"
· Tian Ma, Shouhong Wang
arXiv:0903.2106 · 2009-03-12 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Атмосфера над тропиками похожа на шарик в лунке: она может долго лежать в одном положении, пока её не выбьет оттуда.

Над тропическим Тихим океаном воздух движется по кругу: у поверхности он течёт на запад, поднимается у Индонезии, возвращается на восток и опускается у Южной Америки. Эту петлю называют циркуляцией Уокера. Иногда она ослабевает, и океан у берегов Перу становится теплее обычного — это Эль-Ниньо. Иногда, наоборот, усиливается, и вода холодеет — это Ла-Нинья. Но почему эти состояния сменяют друг друга не по расписанию, а как придётся?

Математики построили модель атмосферы и нашли ответ: у системы есть две устойчивые ямки, как в детской игре с шариком и лунками. Пока шарик лежит в лунке, он не двигается. Так и атмосфера может годами оставаться в фазе Эль-Ниньо или Ла-Ниньи. Чтобы перейти в другое состояние, нужен толчок — например, случайное возмущение погоды.

Когда две ямки сближаются и сливаются, шарик скатывается в оставшуюся. В атмосфере этот момент выглядит как внезапная смена Эль-Ниньо на Ла-Нинью.

Раньше учёные думали, что Эль-Ниньо — это просто колебание, как маятник. Теперь ясно, что это скорее система с двумя положениями покоя. Понимание этого помогает лучше предсказывать, когда начнётся следующее переключение и чего ждать от погоды в разных частях света.

Циркуляция Уокера названа в честь сэра Гилберта Уокера, который в 1920-х годах, изучая муссоны Индии, обнаружил связь между атмосферным давлением в Тихом и Индийском океанах, задолго до понимания Эль-Ниньо.

Понятия
энсо южная осцилляция эль-ниньо южная осцилляция циркуляция уокера модель Джина–Тиммермана модель осциллятора с подзарядкой индекс Эль-Ниньо весенний барьер предсказуемости северное экваториальное противотечение ла-нинья сезонный цикл многомерный индекс ЭНСО естественная изменчивость буйковые станции TAO/TRITON распространение экваториальных волн смешанные моды колебаний тропический циклон вспышка западных ветров связь океана и атмосферы межгодовая изменчивость