Почему Эль-Ниньо наступает с задержкой ✎

Оригинал: "Derivation of Delay Equation Climate Models Using the Mori-Zwanzig Formalism"
arXiv:1902.03198 · 2019-02-08 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Океан помнит свои прошлые состояния, и эта память определяет климат.

Волна пересекает Тихий океан, отражается от берега и возвращается назад, чтобы изменить температуру воды. Это путешествие занимает около полугода. Именно поэтому Эль-Ниньо наступает не сразу, а с задержкой. Учёные построили уравнение, которое учитывает эту задержку, и сделали это не наугад, а строгим расчётом.

Раньше модели Эль-Ниньо строились на догадках. Теперь задержка выведена из уравнений движения океана, и это меняет точность прогноза.

Новая модель показала: колебания температуры становятся медленнее и ближе к тому, что наблюдают в реальности. Период вырос с 2–3 лет до 3.5–4.5 лет, а настоящий Эль-Ниньо приходит раз в 4–7 лет. Значит, уравнение лучше отражает природу. Такой подход можно использовать и для других климатических явлений, где прошлое влияет на будущее.

Задержка в модели Эль-Ниньо соответствует времени, за которое волны Россби пересекают бассейн Тихого океана, отражаются от западной границы и возвращаются в виде волн Кельвина. Это путешествие занимает около полугода.

\frac{dT}{dt} = T(t) - T(t)^3 - \alpha T(t-\delta) (1 - \gamma T(t)^2)
Скорость изменения температуры определяется мгновенной нелинейностью и запаздывающим воздействием с кубической поправкой.
Понятия
дифференциальное уравнение с запаздыванием модель Джина–Тиммермана теория запаздывающего осциллятора южная осцилляция эль-ниньо модель осциллятора с подзарядкой энсо реанализ тихоокеанская декадная осцилляция весенний барьер предсказуемости задержка времени буйковые станции TAO/TRITON сезонный форсинг динамические системы многомерный индекс ЭНСО смешанные моды колебаний NOAA PMEL TAO эффект конденсатора Индийского океана индекс Эль-Ниньо метод конечных элементов сезонный цикл