Почему Эль-Ниньо иногда сходит с ума: компас для климата ✛
В Тихом океане живёт огромный маятник из тёплой воды. Он качается от берегов Австралии к Южной Америке и обратно, и каждое его движение меняет погоду во всём мире. Иногда этот маятник ведёт себя как испорченные часы: то замедляется, то вдруг разгоняется, и тогда в одних местах наступает засуха, а в других — наводнения. Учёные давно пытаются понять, что именно толкает маятник не в ту сторону, но раньше они следили только за одним его путём, а этот путь в хаотичной системе быстро разваливается на куски.
Новый подход работает как компас, который показывает не сам маятник, а скрытые течения вокруг него. Вместо того чтобы угадывать один-единственный сценарий, учёные смотрят на целое облако возможных состояний океана и измеряют, насколько сильно это облако меняется после небольшого толчка. Для этого используется особая мера — относительная энтропия, которая показывает, насколько одно облако вероятностей отличается от другого. Если толчок почти не меняет облако, значит, система его не замечает; если облако расплывается или смещается, толчок попал в чувствительную точку.
Самое удивительное открытие: некоторые воздействия не меняют среднее состояние океана, но делают редкие и опасные события гораздо более вероятными. Например, сила трения ветра о воду может не сдвинуть маятник с места, но заставить его чаще срываться в крайние положения. Раньше такие скрытые риски было невозможно заметить, потому что все следили только за средним путём. Теперь у прогнозистов появился компас, который указывает на эти скрытые течения, и в будущем он поможет предупреждать о климатических сюрпризах заранее.
Экстремальный Эль-Ниньо 1997–1998 годов был настолько сильным, что повысил глобальную температуру поверхности океана настолько, что 1998 год стал самым тёплым за всю историю наблюдений на тот момент. В работе показано, что возмущения начальных условий в пике такого события могут влиять на статистику системы даже через два года.