Четыре комнаты зимы: как воздух выбирает погоду ✛

Оригинал: "Metastability, atmospheric midlatitude circulation regimes and large-scale teleconnection: a data-driven approach"
arXiv:2412.06933 · 2024-12-09 · CC BY 4.0 · 1 мин
Зимой воздух над нами неделями держится в одной из четырёх «комнат», и переходы между ними можно предсказать.

Зимой воздух над нами не движется беспорядочно. Он задерживается на несколько дней в одном и том же положении, как человек, который остаётся в одной комнате, прежде чем перейти в другую. Таких комнат четыре, и в каждой своя погода: в одной над Европой тепло и сыро, в другой над Сибирью мороз и ясное небо.

Учёные собрали данные о воздушных потоках за много зим и применили математический приём, который находит эти комнаты и показывает, как часто воздух переходит из одной в другую. Оказалось, что переходы не случайны: воздух обычно ходит по кругу, из первой комнаты во вторую, потом обратно, потом в четвёртую и третью. В каждой комнате он задерживается примерно на неделю, но иногда, особенно в третьей, может остаться на целый месяц.

Самое интересное: по температуре поверхности Тихого океана можно предсказать, как часто воздух будет заходить в каждую комнату следующей зимой. Эта связь очень сильная, и её можно использовать для прогнозов на несколько недель вперёд.

Раньше было трудно понять, какие из повторяющихся состояний воздуха настоящие, а какие просто случайные совпадения. Теперь у нас есть способ находить настоящие комнаты и предсказывать переходы. Это как научиться читать план лабиринта, по которому ходит зимний воздух.

Режим 3, соответствующий отрицательной фазе Североатлантической осцилляции, иногда длится до месяца, вызывая аномально холодные зимы в Европе, как в 2009–2010 годах.

Понятия
климатическая сеть мода изменчивости климат стохастическая динамическая система сезонный цикл циркуляция уокера смена режима смешанные моды колебаний межгодовая изменчивость стохастическое моделирование статистическая механика метастабильное состояние связанная модель общей циркуляции ансамблевый прогноз ячейка Хэдли спутниковые слои вероятностный прогноз углеродный цикл вероятностная модель динамические системы