Работа стала первым экспериментальным подтверждением того, что “эффект бабочки” работает и в случае с земной погодой.
Решив смоделировать глобальные процессы, происходящие в атмосфере и океане, исследователи остановили свой выбор на явлении Эль-Ниньо, сезонном течении поверхностных вод в восточной части Тихого океана, характеризующемся повышением температуры, и так называемых осцилляциях Маддена - Джулиана - фронте дождей в тропической зоне над Индийским и Тихим океанами. Связь между ними постулировалась достаточно давно, однако подтвердить ее на практике не получалось.
Для эксперимента был взят вращающийся цилиндр, внутри которого располагался цилиндр меньшего диаметра. В пространство между ним и внешней стенкой наливалась смесь воды и глицерина. Во время экспериментов внешний цилиндр нагревался, а внутренний - охлаждался, имитируя температурное влияние тропиков и одного из полюсов, что позволяло удовлетворительно моделировать процессы, происходящие в одном полушарии. В дальнейшем система была усовершенствована. Для изучения климатических изменений в масштабах планеты ученые взяли две емкости, внутри которых температура поддерживалась при помощи обвивающих цилиндры шлангов с водой. “Выход” шланга, обернутого вокруг теплого цилиндра одной из емкостей, соединили с “входом” шланга, обвивавшего теплый цилиндр второй емкости. Таким образом, температурные изменения в первой емкости могли влиять на температуру второй (шланги играли роль тропических ветров, дующих в сторону экватора). Созданная система передавала температурные колебания в 0,05 градуса и меньше.
Контролируя движение жидкости в первой емкости, изменяя параметры ее вращения, исследователи добились того, чтобы потоки внутри жидкости носили сначала периодический, а потом хаотический характер. Независимо от этого движение жидкости во второй емкости очень быстро начинало приобретать тот же характер, что и в первой. Анализ полученных результатов позволил построить математическую модель, показавшую, что синхронизация двух емкостей носит сложный характер, однако прослеживается очень четко.
В настоящее время авторы проверяют свою модель на реальных климатических данных, и, по их словам, им уже удалось обнаружить некоторую синхронизацию.
ИЗ РЕДАКЦИОННОГО ДОСЬЕ
“Эффект бабочки” - свойство хаотических систем, заключающееся в том, что незначительное влияние на систему может иметь выраженные и непредсказуемые эффекты в другом месте и в другое время.
Эль-Ниньо - теплое поверхностное течение, примерно раз в 7-11 лет возникающее в экваториальной части Тихого океана и направляющееся к Южно-Американскому побережью. Поток теплой воды препятствует подъему на поверхность богатой планктоном холодной воды из Антарктики у берегов Перу и Чили. В результате рыба не направляется в эти районы за кормом, и местные рыбаки остаются без улова. Считается, что возникновение течения связано с нерегулярными колебаниями погодных условий на земном шаре. Явление может иметь и более далеко идущие, иногда катастрофические последствия. С его возникновением связывают кратковременные колебания в климатических условиях по всему миру, приводящие к засухам в Австралии и других местах, наводнениям и суровым зимам в Северной Америке, бурным тропическим циклонам в Тихом океане. Некоторые ученые высказывали опасения, что глобальное потепление может привести к тому, что Эль-Ниньо станет возникать чаще. Интересно, что течение названо испанским словом, обозначающим младенца Христа, поскольку чаще всего оно возникает ближе к Рождеству.