Почему сильные Эль-Ниньо появляются неожиданно ✎

Оригинал: "Intrinsic unpredictability of strong El Niño events"
arXiv:1607.02645 · 2016-07-09 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Океан похож на маятник, который может качаться в двух режимах: сильно и слабо, и переключение между ними непредсказуемо.

Тёплая вода в Тихом океане иногда сдвигается к Южной Америке. Это явление называют Эль-Ниньо, и оно меняет погоду по всему миру. Иногда Эль-Ниньо бывает очень сильным, а иногда его почти нет. Почему так происходит, долго оставалось загадкой.

Учёные сделали простую компьютерную модель океана. Оказалось, что у неё есть два режима, как у маятника. В одном режиме маятник размахивается высоко и регулярно — это годы с сильными Эль-Ниньо. В другом режиме он дрожит мелко, и сильных событий нет. Переключение между режимами происходит из-за совсем маленьких воздействий, например из-за смены сезонов.

В модели эпоха без сильных Эль-Ниньо могла длиться больше двухсот лет, а потом внезапно начиналась серия мощных событий.

Это значит, что точно предсказать силу Эль-Ниньо на много лет вперёд нельзя. Но можно оценивать вероятность, как в прогнозе погоды: не «будет ли дождь», а «с какой вероятностью пойдёт дождь». Маятник Тихого океана качается сам по себе, и угадать его следующий большой взмах не получится.

В 6000-летней симуляции модели эпоха без сильных Эль-Ниньо могла длиться более двух столетий, а затем внезапно сменяться серией интенсивных событий — и всё это без какого-либо внешнего воздействия, кроме слабого сезонного цикла.

\begin{cases} x' = \rho\delta(x^2 - ax) + x(x + y + c - c\tanh(x+z)) \\ y' = -\rho\delta(ay + x^2) \\ z' = \delta(k - z - \frac{x}{2}) \end{cases}
x — разность температур поверхности моря между востоком и западом экваториальной части Тихого океана, y — температура поверхности западной части относительно номинальной, z — глубина термоклина западной части. Параметры δ, ρ, c, k, a представляют комбинации физических характеристик тропической части Тихого океана.
Понятия
энсо южная осцилляция эль-ниньо эль-ниньо ла-нинья весенний барьер предсказуемости южная осцилляция многомерный индекс ЭНСО модель осциллятора с подзарядкой модель Джина–Тиммермана вспышка западных ветров ERSST межгодовая изменчивость объём тёплой воды распространение экваториальных волн естественная изменчивость северное экваториальное противотечение буйковые станции TAO/TRITON относительный они NOAA CPC сезонный цикл