Солнце пульсирует медленным ритмом, и этот ритм слышен в дождях над Бразилией. Пятна на солнечном диске то густеют, то редеют примерно каждые одиннадцать лет, и вместе с ними меняется давление в Тихом океане, температура его поверхности, а затем и количество осадков на северо-востоке страны. Если климат — это оркестр, то солнечный цикл задаёт низкую басовую линию, а океан и атмосфера подхватывают её на разных инструментах.
Чтобы расслышать эту медленную музыку, учёные применили вейвлет-анализ — метод, который раскладывает длинный ряд наблюдений на волны разной продолжительности, как призма раскладывает свет на цвета. Вместо нот здесь периоды: 2,66 года, 5,33 года, 10,66 года и 21,33 года. Эти четыре волны оказались общими для трёх глобальных рядов: индекса Южного колебания (SOI), Тихоокеанской декадной осцилляции (PDO) и чисел Вольфа, которые считают солнечные пятна.
Затем исследователи взяли ряды осадков с пяти метеостанций в аэропортах Белен, Сан-Луис, Форталеза, Натал и Фернанду-ди-Норонья за 66 лет. И там, в дождях, проступили те же периоды: 5,33, 10,66 и 21,33 года. Одиннадцатилетний цикл особенно ясно виден в Белене, Форталезе и Натале, а двадцатиоднолетний — в Белене и на острове Фернанду-ди-Норонья. Это значит, что дожди в этих местах не просто шумят случайно: они следуют ритму, который задаёт Солнце и подхватывает Тихий океан.
Раньше было неясно, проявляются ли многодекадные циклы солнечной активности и океанических индексов в осадках конкретного региона Бразилии. Теперь показано, что в осадках пяти станций севера и северо-востока страны присутствуют те же периоды, что и в SOI, PDO и числах Вольфа. Сопоставили длинные ряды наблюдений с помощью вейвлет-анализа, который выявляет изменяющиеся во времени периодичности и их синхронность между рядами. Это не просто статистическое совпадение: общие циклы указывают на возможный механизм, связывающий солнечное воздействие с океанической циркуляцией и региональными осадками.
Для фермера, который планирует посев на годы вперёд, или для инженера, который проектирует водохранилище, такой ритм — не отвлечённая теория. Если известно, что каждые 11 или 21 год вероятность засухи выше, это можно заложить в расчёты. Результаты могут быть использованы для статистического долгосрочного прогнозирования засушливых и влажных периодов в сельском хозяйстве и управлении водными ресурсами Бразилии. Солнце продолжает играть свою медленную тему, а дожди на северо-востоке Бразилии — подпевать ей, и теперь этот дуэт слышен отчётливее.
Цикл солнечных пятен длится в среднем 11 лет, но за последние 80 лет его продолжительность менялась от 8 до 17 лет. Вейвлет-анализ позволяет увидеть эту нестабильность периода прямо на спектрограмме.