Каждую зиму у берегов Перу вода становится то теплее, то холоднее обычного. Тёплое состояние называют Эль-Ниньо, холодное — Ла-Нинья. Оба явления влияют на погоду по всему миру: где-то вызывают засуху, где-то наводнения. И оба чаще всего достигают наибольшей силы в декабре.
Океан работает как качели с задержкой: если сегодня вода нагрелась, то последствия этого проявятся не сразу, а через несколько месяцев. Поэтому учёные описывают это явление уравнением с памятью. В такой модели скорость изменения температуры зависит не только от того, что происходит сейчас, но и от того, что было раньше. Сезонный цикл, то есть смена времён года, действует как ритмичный толчок извне.
Математики добавили в уравнение сезонное воздействие и построили карту того, как система ведёт себя при разных условиях. Оказалось, что области совпадения ритмов очень узкие. Поэтому реальное Эль-Ниньо не повторяется строго каждый год, хотя и тяготеет к декабрьскому пику. Учёные также выяснили, что модель не воспроизводит всей хаотичности реального климата, поэтому для точных прогнозов её нужно усложнять.
Число вращения на инвариантном торе может быть рациональным (тогда динамика периодическая) или иррациональным (тогда траектория плотно заполняет тор). В данной работе для вычисления числа вращения потребовалось около 768 000 расчётов, занявших примерно 8 часов на компьютере Apple M1.