main concepts scientists sections
ПростоПопулярноПодробно

Почему Эль-Ниньо то усиливается, то затихает: два маятника океана ✎

Оригинал: "Effect of Heterogeneity in Models of El-Niño Southern Oscillations"
· Chandrakala Meena, Shweta Kumari, Akansha Sharma, Sudeshna Sinha
arXiv:1705.08171 · 2017-05-23 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Физика атмосферы и океана
Две части Тихого океана работают как маятники на пружине: слабая связь раскачивает, сильная — останавливает.

Вода в экваториальной части Тихого океана нагревается, потом тёплое течение уходит на запад, а через несколько месяцев возвращается обратно и охлаждает поверхность. Это похоже на маятник, который качается с задержкой. Таких маятников в океане два, и они соединены, как пружиной.

Учёные построили модель из двух маятников с разными задержками. Оказалось, что если пружина слишком жёсткая, оба маятника останавливаются — колебания температуры пропадают. А если пружина слабая, один маятник может раскачать второй, даже если тот сам по себе давно бы замер. Поэтому Эль-Ниньо приходит нерегулярно: то через два года, то через семь.

Раньше думали, что нерегулярность Эль-Ниньо создаёт случайный шум атмосферы. Теперь видно, что сложный ритм может возникнуть сам, из-за связи двух неодинаковых областей океана.

Это знание помогает климатологам лучше понимать, какие части Тихого океана сильнее влияют друг на друга, и точнее читать данные о температуре воды.

Весь граф →

С 1899 года зарегистрировано 29 событий Эль-Ниньо, что даёт средний период около 3,7 года, хотя интервалы варьируются от двух до семи лет.

\frac{dT}{dt} = T - T^3 - \alpha T(t-\delta)
Скорость изменения аномалии температуры определяется положительной обратной связью (T), кубическим затуханием (-T^3) и отрицательной обратной связью с запаздыванием (-\alpha T(t-\delta)).
\frac{dT_1}{dt} = T_1 - T_1^3 - \alpha_1 T_1(t-\delta_1) + \gamma T_2, \quad \frac{dT_2}{dt} = T_2 - T_2^3 - \alpha_2 T_2(t-\delta_2) + \gamma T_1
Каждый регион описывается тем же уравнением, что и одиночный, но с дополнительным линейным членом связи (\gamma T_j), моделирующим поток энергии между регионами.
Понятия
южная осцилляция эль-ниньо энсо южная осцилляция модель осциллятора с подзарядкой модель Джина–Тиммермана многомерный индекс ЭНСО индекс Эль-Ниньо ла-нинья весенний барьер предсказуемости связь океана и атмосферы буйковые станции TAO/TRITON обратная связь Бьеркнеса северное экваториальное противотечение распространение экваториальных волн эффект конденсатора Индийского океана вспышка западных ветров смешанные моды колебаний ERSST теория запаздывающего осциллятора объём тёплой воды