Почему океан выключает свет в Америке ✛ ✎

Оригинал: "Spatio-temporal Patterns between ENSO and Weather-related Power Outages in the Continental United States"

· Long Huo, Xin Chen, Kaiwen Li, Fengying Cai, Jürgen Kurths

arXiv:2406.14474 · 2024-06-20 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин

Когда Тихий океан становится холоднее обычного, в США чаще происходят отключения электроэнергии.

Тихий океан работает как дирижёр, который управляет погодой в США. Когда вода в океане становится холоднее обычного, начинается фаза Ла-Нинья, и в Америке чаще гаснет свет. Исследователи изучили 24 года данных и увидели чёткую закономерность: океан меняет погоду, а погода ломает провода и трансформаторы.

Ла-Нинья — это холодная фаза крупнейшего климатического колебания в тропической части Тихого океана. Вода у берегов Южной Америки становится аномально холодной, и это меняет погоду по всей планете.

Океан отдаёт команды тремя способами. На западе США Ла-Нинья приносит холод и сильные снегопады, на юго-востоке — жару, а в центральных штатах — ливни. Снег валит деревья на провода, жара перегружает кондиционеры, а ливни затапливают подстанции. Поэтому отключений становится больше. Связь не мгновенная: океан сначала меняет погоду, а уже через несколько месяцев энергосистема начинает спотыкаться.

К концу века ситуация может стать намного хуже. Если выбросы парниковых газов останутся высокими, к 2081–2100 годам отключения из-за жары на востоке США вырастут почти в 26 раз. Энергосистема, построенная под старый климат, окажется в новом. Но теперь, зная прогноз океана, энергетики могут заранее готовиться к трудным сезонам.

Весь граф →

Весной 2018 года шторм в Калифорнии принёс сильный снегопад и холод, оставив без света 10 898 потребителей и вызвав потерю 38 МВт спроса. А в марте 2023 года серия торнадо с экстремальными осадками обесточила около миллиона потребителей в более чем десяти штатах.

x(t) = a + bt + \epsilon(t)

Исходный ряд раскладывается на тренд и случайный остаток

x'(m,n) = \hat{x}(m,n) - \frac{1}{24}\sum_{n=1}^{24}\hat{x}(m,n)

Отклонение от среднего для данного месяца за 24 года

R = \frac{\sum_{t=1}^{T-k}[\tilde{x}(t+k)-\bar{x}][\tilde{y}(t)-\bar{y}]}{\sqrt{\sum_{t=1}^{T}[\tilde{x}(t)-\bar{x}]^2\sum_{t=1}^{T}[\tilde{y}(t)-\bar{y}]^2}}

Мера связи двух рядов при сдвиге одного относительно другого на k месяцев

Понятия

энсо ла-нинья весенний барьер предсказуемости южная осцилляция эль-ниньо южная осцилляция модель осциллятора с подзарядкой эль-ниньо многомерный индекс ЭНСО модель Джина–Тиммермана NOAA CPC ERSST вспышка западных ветров буйковые станции TAO/TRITON распространение экваториальных волн сезонный цикл сезонный форсинг эффект конденсатора Индийского океана межгодовая изменчивость объём тёплой воды северное экваториальное противотечение

Я автор

Почему океан выключает свет в Америке ✛ ✎