Танец холода вокруг Антарктиды: волна, которая не стоит на месте ✎

Оригинал: "The Antarctic circumpolar wave and its seasonality: Intrinsic traveling modes and ENSO teleconnections"
arXiv:1805.05525 · 2018-05-15 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 2 мин
Новый анализ показал, что знаменитый Антарктический диполь — не стоячая волна, а лишь кадр из непрерывного бега температурных аномалий.

Восемь лет нужно волне, чтобы обойти Антарктиду по кругу. Она несёт с собой то тепло, то холод, и морской лёд то наступает, то отступает вслед за её гребнями. Раньше эту волну ловили разными способами и видели то бегущий сигнал, то застывший диполь. Теперь стало ясно: диполь — это просто мгновенный снимок волны, когда она растянулась между двумя океанами.

Новый метод работает как оркестр без дирижёра. Каждое колебание океана — отдельный инструмент со своей партией. Раньше исследователи сами решали, какие ноты оставить, и невольно смешивали разные мелодии. Теперь алгоритм слушает всё сразу и раскладывает на чистые голоса, ничего не выбрасывая.

Главная мелодия — волна с двумя гребнями вокруг полюса. Её период около четырёх лет, и она бежит на восток. В отдельные фазы два её гребня встают так, что один океан греется, а другой остывает. Этот узор и принимали за неподвижный диполь.

Но в оркестре есть и другие партии. Когда годовой цикл — смена времён года — накладывается на четырёхлетнюю волну, рождаются комбинированные колебания. Они слабее, но в Индийском океане их голос звучит громче основной волны. Эти вторичные волны могут бежать и на восток, и на запад, словно эхо, отражающееся от берегов.

Связь с тропиками оказалась избирательной. Волна с двумя гребнями почти идеально повторяет ритм Эль-Ниньо, как будто тропический Тихий океан дёргает за ниточку, протянутую через всю планету. А вот волна с тремя гребнями живёт сама по себе, рождённая местными ветрами и течениями.

Корреляция между южной волной и тропическими колебаниями достигает 0,9 — это почти полное совпадение. Такая тесная связь открывает путь к прогнозам: зная, что происходит у экватора, можно предсказать, как поведёт себя лёд у берегов Антарктиды.

Теперь, когда партитура прочитана, можно учиться предсказывать следующие такты. Если тропики задают ритм, а местные ветры подпевают, то сезонный прогноз для Южного океана перестаёт быть гаданием. Волна продолжает свой восьмилетний круг, а мы наконец слышим её музыку целиком.

Антарктическая циркумполярная волна обходит Антарктиду примерно за 8 лет, перенося аномалии температуры и льда со скоростью около 6–8 см/с, что сравнимо со скоростью пешехода.

Понятия
нелинейный спектральный анализ Лапласиана энсо атлантическая мультидекадная осцилляция распространение экваториальных волн естественная изменчивость южная осцилляция северное экваториальное противотечение межгодовая изменчивость модель осциллятора с подзарядкой NOAA CPC индекс Эль-Ниньо телеконнекция Ниньо 4 многомерный индекс ЭНСО модель Джина–Тиммермана сезонный цикл диполь индийского океана волна кельвина мультифрактальный анализ флуктуаций с удалением тренда аномалия температуры поверхности моря