Над Тихим океаном раскачиваются гигантские качели. Тёплая вода прижимается к берегам Южной Америки, и тогда начинается Эль-Ниньо; через несколько лет поверхность океана остывает, и качели летят в другую сторону, в Ла-Нинью. Эти колебания длятся по несколько лет и перекраивают облачность, дожди и ветер на целом континенте. А внизу, под этими качелями, Бразилия и Чили наращивают солнечные электростанции так быстро, что прогнозы выработки не успевают за погодой.
Чтобы понять, как фазы океанских качелей влияют на солнечный свет, учёные собрали данные с 31 метеостанции: 25 в бразильском солнечном поясе и 6 в Чили. Выбрали три полных года: Ла-Нинья, нейтральный и Эль-Ниньо. Для каждого ряда применили метод анализа флуктуаций с исключением тренда (DFA): сигнал интегрируют, разбивают на окна разного размера, вычитают локальный полиномиальный тренд и считают среднеквадратичное отклонение. По наклону зависимости флуктуаций от размера окна получают показатель самоподобия α.
Результаты оказались резкими. В нейтральный период в Бразилии почти везде α было больше 0,5 на масштабах более 10 дней, то есть ряды персистентны. Эль-Ниньо статистически значимо увеличил α по сравнению с нейтральным и Ла-Ниньей, особенно в северной части страны. В Чили все города на масштабах от 27 часов до 10 дней показали антиперсистентность, а на больших масштабах во время Ла-Ниньи два южных города перешли из субдиффузионного режима в персистентный. Город Коксим в Бразилии продемонстрировал самый большой разброс: от антиперсистентности при Эль-Ниньо до субдиффузии при Ла-Нинье и персистентности в нейтральный год.
Эти качели бьют по энергетикам. Измерения, собранные в год Эль-Ниньо или Ла-Ниньи, нельзя без поправок переносить на десятилетний срок службы станции. До этой работы было неизвестно, что фазы океана меняют не только средние значения радиации, но и сам характер её изменчивости. Теперь стало ясно: сертифицированные оценки выработки могут систематически ошибаться, если не учитывать, в какую сторону качались качели в год измерений. Для проектирования и финансирования солнечных электростанций в Бразилии и Чили это не абстракция, а конкретный риск.
Город Коксим в Бразилии за три года трижды сменил режим: антиперсистентный при Эль-Ниньо, субдиффузионный при Ла-Нинье и персистентный в нейтральный период. Такая изменчивость сравнима с тем, как если бы один и тот же человек в разные годы то предсказуемо повторял свои привычки, то вёл себя хаотично.