Океанологи из России, США и Франции всесторонне изучили влияние внутреннего хаоса океана на способность математических моделей точно прогнозировать поведение течений и других процессов, что позволило им обнаружить предел предсказуемости климата Мирового океана. Об этом со ссылкой на Центр научной коммуникации Московского физико-технического института (МФТИ) сообщает информационное агентство «ТАСС».

«Мы обнаружили, что океан по-разному реагирует на разные типы воздействия. Если вы толкаете его большой и медленной силой, он отвечает, как единое целое, и этот отклик можно предсказать. Но если вы пытаетесь воздействовать на него на частотах его собственной внутренней «погоды» - вихрей, - он, по сути, игнорирует ваше воздействие, немедленно рассеивая энергию в своем хаотичном движении», - пояснил старший научный сотрудник МФТИ Такайя Утида.

Как объясняют ученые, Мировой океан и существующие в нем системы течений играют ключевую роль в формировании климата всей планеты и в переносе тепла от экватора к полюсам. Помимо крупных упорядоченных течений, в толще гидросферы также возникают различные хаотические вихри средних масштабов, которые обмениваются энергией, непрерывно взаимодействуют с «глобальным конвейером течений» и мешают отслеживать реакцию океана на действие внешних факторов.

Российские и зарубежные океанологи заинтересовались, можно ли в принципе создать устойчивую математическую модель, которая бы описывала только предсказуемую часть реакции океана на внешнее воздействие. Руководствуясь этой идеей, исследователи подготовили идеализированную численную модель океанского бассейна и провели не одну, а 120 симуляций, каждая из которых начиналась с немного отличающихся начальных условий.

Используя эту модель, исследователи проверили, как эта усредненная, предсказуемая система реагирует на два принципиально разных типа воздействий - крупномасштабное, медленное изменение ветра, охватывающее весь океанский бассейн, и набор сил средних масштабов, которые по своему размеру и частоте были похожи на собственные хаотические вихри океана. Результаты этих расчетов раскрыли парадоксальную реакцию океана на эти воздействия. 

В первом случае модель реагировала на внешнее воздействие слаженным и предсказуемым образом и позволяла хорошо прогнозировать то, как распределяется и меняется энергия, полученная океаном от ветра. Во втором случае вся энергия от «вихреподобного» ветра почти мгновенно уходила напрямую в хаотическую составляющую, из-за чего упрощенные модели, опирающиеся на среднее состояние вихрей, давали абсолютно некорректный прогноз.

«Это означает, что для точного прогноза недостаточно просто знать среднее состояние океана. При составлении подобных прогнозов нужно хорошо понимать «танец» между крупномасштабной циркуляцией и вихрями, данный «танец» при этом происходит в режиме реального времени», - подытожил Утида.

Подготовил Роман БОНДАРЧУК, УзА