Кто главный в паре океан и атмосфера? ✎

Оригинал: "Inferring directed climatic interactions with renormalized partial directed coherence and directed partial correlation"
arXiv:1706.06096 · 2017-06-19 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Учёные нашли способ услышать, как океан и атмосфера влияют друг на друга, даже когда сигналы слабые и зашумлённые.

Переводчик, который слышит только смысл, а не шум в зале, может точно передать разговор. Такой переводчик нужен климатологам, чтобы понять, как океан и атмосфера влияют друг на друга. Их взаимодействие похоже на беседу, где голоса тонут в посторонних звуках. В новой работе инструменты, созданные для анализа сигналов мозга, впервые применили к климатическим данным.

Мозг и климат похожи: важные связи слабые, а шум сильный.

Методы работают как внимательный слушатель. Они не просто видят, что два сигнала меняются вместе, а вычисляют, какой из них звучит первым. Для этого строится модель, где текущее значение зависит от прошлого обоих сигналов, а шум учитывается отдельно. Сначала методы проверили на искусственных данных, где направление связи известно. Там они чётко указали верное направление, а старый метод ошибся.

Затем взяли реальные данные: температуру океана в тропической части Тихого океана и осадки над Индией. Все методы согласились: Эль-Ниньо влияет на муссон сильнее, чем муссон на Эль-Ниньо, и связь запаздывает на один-два года. Для зоны Южно-Атлантической конвергенции новый метод впервые выявил годы, когда океан действительно управляет атмосферой. Теперь климатологи могут проверять такие связи в других регионах, например, как океан влияет на засухи.

Индекс NINO3.4, использованный в работе, вычисляется по температуре поверхности океана в области размером примерно с Австралию. Средняя аномалия температуры там меняется всего на несколько десятых градуса, но этого достаточно, чтобы изменить погоду на другом конце планеты.

Понятия
сезонный форсинг NOAA CPC причинность по Грейнджеру связанная модель общей циркуляции северное экваториальное противотечение телеконнекция энсо связь океана и атмосферы климатическая сеть внутритропическая зона конвергенции ПЦР океаническое течение реанализ постоянный ток линейная регрессия кросс-корреляция многомерный индекс ЭНСО