Климатическая сеть: как Эль-Ниньо сжимает зону влияния и бьёт точечно ✎

Оригинал: "Climate network suggests enhanced El Niño global impacts in localized areas"
arXiv:1609.00547 · 2016-09-02 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 2 мин
Направленная климатическая сеть показывает, что во время Эль-Ниньо и Ла-Нинья воздействие на планету становится сильнее, но сосредоточено в меньших областях.

Тёплый язык воды вытягивается вдоль экватора Тихого океана, и уже через несколько недель в Перу идут ливни, а в Австралии пересыхают пастбища. Так начинается Эль-Ниньо — природный дирижёр, который в критические моменты заставляет играть лишь несколько оркестрантов, но гораздо громче. Учёные давно знали, что это явление разносит свои команды по всей планете, однако не могли точно сказать, насколько широко расходятся эти команды и почему одни регионы откликаются, а другие молчат.

Чтобы разобраться, исследователи построили климатическую сеть из 10 512 точек на карте, соединённых нитями статистических зависимостей. Каждая нить имела направление: от бассейна Эль-Ниньо (57 точек в тёплом языке) к любой другой точке планеты. Оказалось, что во время Эль-Ниньо и его холодного двойника Ла-Нинья эти нити не раскидываются равномерно, а стягиваются в жгуты. Число точек, получивших хоть какую-то команду, резко падает, зато сила команды для оставшихся возрастает в разы.

Дирижёр поднимает палочку не для всего оркестра. В обычные годы музыканты играют вразнобой, и звук размазывается по залу. В годы Эль-Ниньо все 57 скрипок бассейна вдруг играют одну ноту, и эта нота бьёт только по нескольким креслам в первых рядах, но бьёт так, что стёкла дрожат.

Проверка подтвердила: карта этих «входящих» ударов совпадает с картой реальных температурных аномалий. Северная Америка, Южная Америка, Европа, Индия, Южная Африка и Австралия — именно там термометры показывают самые большие отклонения. Коэффициент сходства составил 0,63 для тёплых событий и минус 0,59 для холодных. Это как если бы дирижёр точно знал, какие ряды кресел нужно разбудить.

События не похожи друг на друга, как отпечатки пальцев. Одиннадцать Эль-Ниньо с 1948 года разделились на три группы, в каждой из которых свой набор затронутых регионов. При этом тропическая зона оказалась главным дирижёрским пультом: именно она определяет, к какому типу отнести событие.

Раньше учёные знали, что Эль-Ниньо влияет на удалённые регионы, но не видели, что это влияние сжимается, как луч фонарика, и бьёт точечно. Теперь стало ясно: во время событий воздействие усиливается, но охватывает меньшую площадь, причём конкретные затронутые области меняются от раза к разу. Метод, который позволил это увидеть, прост — учитывать только исходящие связи из бассейна Эль-Ниньо и смотреть, куда они приходят. Такой приём можно применить к осадкам, давлению или температуре океана, чтобы улучшить сезонные прогнозы аномалий в конкретных регионах. Дирижёр не всегда машет палочкой одинаково, но теперь мы можем расслышать, кого он зовёт на этот раз.

Во время сильного Эль-Ниньо 2015–2016 годов, одного из самых сильных с 1948 года, исследователи смогли подтвердить большинство затронутых регионов, используя данные только предыдущих событий, что демонстрирует прогностический потенциал метода.

В романе Кима Стэнли Робинсона «Сорок знаков дождя» климатические сети и хаотическая динамика океана играют ключевую роль в понимании резких изменений климата, что перекликается с попытками уловить телесвязи Эль-Ниньо.

Понятия
эль-ниньо ла-нинья климатическая сеть океанический индекс нино энсо относительный они NOAA CPC обратная связь Бьеркнеса объём тёплой воды североатлантическая осцилляция эффект конденсатора Индийского океана вспышка западных ветров ERSST многомерный индекс ЭНСО межгодовая изменчивость весенний барьер предсказуемости сезонный цикл модель Зебиака–Кейна южная осцилляция сеть