Муссон — это гигантский ветер, который каждое лето приносит дожди с океана на сушу. Но внутри этого регулярного движения есть быстрые колебания: дожди то усиливаются, то ослабевают с периодом от трёх недель до трёх месяцев. Чтобы разобраться в этих капризах, учёные взяли ежедневные записи специальных индексов, которые измеряют силу муссона и температуру океана в тропиках Тихого океана (это явление называется Эль-Ниньо). Всего таких индексов пять: три для муссонов в разных регионах и два для Эль-Ниньо.
Из данных убрали медленные изменения, оставив только быстрые колебания. Потом построили спектр мощности — это график, показывающий, сколько энергии приходится на каждую частоту. Оказалось, что все пять спектров ложатся на одну и ту же кривую, которая называется растянутой экспонентой. Это как если бы разные музыкальные инструменты играли одну и ту же мелодию, только с разной громкостью. Форма кривой говорит о том, что в системе действует особый тип хаоса — гамильтонов распределённый хаос. В такой системе энергия сохраняется, а беспорядок возникает не из-за внешних толчков, а из-за сложных внутренних связей.
Для индийского муссона характерное время колебаний оказалось около 32 дней, а для других систем — от 143 до 280 дней. Самое интересное, что австралийский муссон по своему спектру больше похож на Эль-Ниньо, чем на индийский муссон. Это значит, что австралийский муссон и Эль-Ниньо — части одной большой системы. Раньше это было лишь гипотезой, а теперь подтверждено строгим расчётом. Практическая польза в том, что климатические модели можно проверять: если модель не воспроизводит такую форму спектра, значит, она что-то упускает. А прогнозисты получают более надёжную основу для предсказаний на несколько недель вперёд.
Характерное время для ISMI (32 дня) близко к периоду лунного месяца, хотя прямой связи не предполагается. Для WNPMI характерное время (171 день) почти в полтора раза больше, чем для AUSMI (143 дня), что отражает разную инерцию циркуляционных систем.