Тихий океан тёплый не везде одинаково: у берегов Южной Америки вода то нагревается, то остывает. Эти изменения идут с разной скоростью. Одни длятся пару лет, другие — несколько лет, третьи — десятилетия. Они накладываются друг на друга, как три разговора в одной комнате. Раньше учёные пытались разделить их с помощью фильтров, которые сами придумывали: оставляли только медленные волны или только быстрые. Но океан не слушается таких правил.
Теперь придумали другой способ. Нейросеть смотрит на карты температуры океана за 84 года и сама учится выделять три отдельных ритма. Внутри неё всего пять «слушателей». Чтобы они не мешали друг другу, в обучение добавили штрафы: если два слушателя ловят один и тот же ритм, сеть наказывают. В результате каждый слушатель настраивается на свой голос.
Первый голос — самый медленный, десятилетний. Второй — средний, он повторяется каждые несколько лет и очень похож на Эль-Ниньо. Третий — самый быстрый, примерно раз в два года. Оказалось, что медленный голос решает, каким будет очередной Эль-Ниньо: тёплым пятном у берегов или в середине океана. А быстрый голос связан с началом и концом Эль-Ниньо: он усиливается летом и осенью, перед тем как событие разовьётся.
Это помогает проверять компьютерные модели климата. Одну из них, CESM2, проверили и увидели, что она слишком часто делает Эль-Ниньо «срединным» и путает сезоны. Теперь, разделив голоса, можно понять, какой именно ритм модель слышит неправильно.
Весенний барьер предсказуемости Эль-Ниньо, известный с 1980-х годов, в этой работе оказался свойственен только квазидвухлетней моде, тогда как межгодовая мода сохраняет предсказуемость дольше.
Идея разделения сложного сигнала на скрытые независимые компоненты напоминает попытки героев научной фантастики расшифровать инопланетные послания, выделяя в шуме структуру. В романе «Контакт» Карла Сагана сигнал содержит вложенные слои информации, которые раскрываются по мере анализа, подобно тому как KGAE выявляет скрытые моды в температуре океана.