Пульс океана предупреждает о тёплой зиме ✛ ✎

Оригинал: "Evaluation of the Real-time El Niño Forecasts by the Climate Network Approach between 2011 and Present"
arXiv:2402.05911 · 2024-02-08 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Тихий океан сам подсказывает, когда ждать Эль-Ниньо.

Тихий океан дышит, и у этого дыхания есть пульс. Каждые несколько лет его поверхность теплеет сильнее обычного, и тогда в Перу идут ливни, а в Австралии наступает засуха. Это Эль-Ниньо, тёплая фаза колебания температуры океана. Предсказать его заранее пытались давно, но весной океан и воздух ведут себя так непредсказуемо, что прогнозы часто ошибаются.

Учёные придумали слушать не отдельные точки, а весь океан разом. Они взяли 14 точек в районе Эль-Ниньо и 193 точки вокруг, и соединили те, которые теплели и остывали в одном ритме. Получилась сеть. Если связи в этой сети становятся слишком сильными, это значит, что через год океан готовится к тёплому событию. Порог силы связей подобрали заранее, на старых данных, и с тех пор не меняли.

С 2011 по 2022 год метод выдал четыре тревоги. Три из них сбылись, и только одна была ложной. В остальные годы он правильно говорил: нового Эль-Ниньо не будет.

Теперь этот пульс океана можно слушать каждый год. Фермеры в Перу заранее знают, что будет много дождей, и выбирают другие сорта. Водные службы Австралии готовятся к засухе. Метод не идеален, но он впервые показал, что долгосрочный прогноз Эль-Ниньо возможен не только на бумаге.

Порог Θ=2.82 был выбран из диапазона 2.815–2.834, который давал наилучшие результаты на обучающем периоде 1950–1980 годов. Интересно, что все ложные тревоги (1994, 2004, 2019) сопровождались хотя бы одним значением ONI ≥0.5 в том же году, что и натолкнуло на идею улучшения алгоритма.

p = 9q^4(1-q)^8 + q^3(1-q)^9
Вероятность получить такую же или лучшую конфигурацию прогнозов случайным угадыванием, где q=12/43 — климатологическая вероятность начала Эль-Ниньо в год.
Понятия
энсо южная осцилляция эль-ниньо эль-ниньо весенний барьер предсказуемости ла-нинья многомерный индекс ЭНСО ERSST NOAA CPC относительный они модель осциллятора с подзарядкой модель Джина–Тиммермана вероятностный прогноз вспышка западных ветров прогноз межгодовая изменчивость южная осцилляция естественная изменчивость NOAA PMEL TAO сезонный цикл распространение экваториальных волн