Тысячи моделей варятся в одном котле, и пар от них поднимается густой, непроглядный. Каждая что-то шепчет о будущем Эль-Ниньо, но в общем шуме не разобрать, кто прав, а кто просто горячится. Учёные придумали перегонный куб: отбирают только те модели, которые уже угадали фазу события, и выпаривают из них двенадцать чистых капель-прототипов. Эти капли и есть суперкластеры — типичные состояния, к которым сходятся успешные предсказатели.
Перегонка устроена хитро. Сначала варят ансамбль из пятидесяти разреженных вероятностных аппроксимаций, обученных на данных спутниковой эры: температура поверхности океана, вертикальный градиент температуры, ветровые напряжения. Для каждого срока от одного до двадцати четырёх месяцев — свой котёл. Потом дегустируют: модель, которая ошиблась в фазе, сливают, а ту, что угадала, оставляют. Оставшиеся модели кластеризуют, но не просто так, а с учётом того, какие признаки каждая считает важными. Так рождаются двенадцать суперкластеров на каждый срок.
Дальше из капель собирают цепочку. Переходы между суперкластерами во времени образуют марковскую цепь: следующее состояние зависит только от текущего. Среднее время релаксации этой цепи — шесть месяцев. Почти как у самого индекса Ниньо-3.4, у которого характерное время затухания — 6.1 месяца. Это не совпадение: дистиллят сохранил аромат океана.
Карты важности признаков, извлечённые из дистиллята, показывают известные предвестники, например северотихоокеанский меридиональный мод. Кейс-стади Эль-Ниньо 2015/16 показывает, как модель прослеживает путь от внетропических аномалий до зрелого события. Раньше такое можно было увидеть только в градиентных картах чувствительности, которые накладываются постфактум и часто нестабильны. Здесь интерпретируемость встроена в саму структуру.
Котёл больше не дымит чёрным ящиком. Двенадцать капель на каждый срок хранят весь аромат предсказания, но теперь их можно рассмотреть под микроскопом. И если капля мутнеет — видно, какой признак взболтали.
Ансамбль из 50 моделей для каждого из 24 сроков прогноза и 252 стартовых дат даёт 302 400 моделей, которые анализируются в работе. Дистилляция сжимает их до всего 12 суперкластеров на срок, то есть в 25 200 раз меньше.