О роли квазипериодических внешних сил в возбуждении и поддержании междугодовых вариаций климата

На основе исследования ежемесячных спутниковых данных альтиметрии для всей поверхности Земли за период 1993-2012 гг., предоставленных проектом AVISO, показано, что для известного климатического явления Эль-Ниньо – Южное колебание (ЭНЮК), помимо годового хода притока тепла от Солнца, важны еще две внешних периодичности: одна, связанная с лунно-солнечным покачиванием (нутацией) оси вращения Земли (период 18.6 года), и вторая, связанная с так называемым чандлеровским колебанием земных полюсов (период примерно 14 месяцев). Поэтому ЭНЮК может быть понято как проявление странного нехаотического аттрактора (СНА), который является типичным в нелинейных динамических системах (НДС), находящихся под воздействием нескольких периодических внешних сил с несоизмеримыми периодами.
Известно, что в НДС, возбуждаемых двумя или более периодическими внешними силами с несоизмеримыми периодами, нет условий для резонанса. Эти силы воздействуют на системы «невпопад». Это влечет иной путь к детерминированному хаосу, чем в НДС, возбуждаемых только одной периодической силой, где, как правило, на каком-то этапе эволюции собственная частота системы входит в резонанс с внешней силой, затем резонансное колебание теряет устойчивость, порождая сначала многопериодные, а затем и непериодические колебания, математическим образом которых является странный хаотический аттрактор (СХА). Энергетический спектр СХА имеет непрерывное основание, но на его фоне все же различимы пики на частотах резонанса и его гармоник. Резонансный СХА с пиками на годовом периоде и его гармониках уже предлагался в некоторых зарубежных работах для объяснения ритмичности ЭНЮК. Однако, реальный энергетический спектр ЭНЮК существенно отличен от спектров, получавшихся в этих работах. В частности, при обработке реальных данных часто говорят о КВАЗИтрехлетних и КВАЗИчетырехлетних колебаниях ЭНЮК, что указывает на несоизмеримость этих колебаний с годовым форсированием.
В данной работе предполагается, что математическим образом ЭНЮК является странный Нехаотический аттрактор (СНА). Для доказательства того, что СНА является лучшим математическим образом ЭНЮК, чем СХА, были рассчитаны энергетические спектры индексов ЭНЮК отдельно для каждого месяца, что соответствует принятому в теории квазипериодически форсированных НДС рассмотрению отображения изучаемых колебаний на периоде одной из влияющих сил. Было обнаружено, что спектральные пики находятся вблизи периодов, кратных главным периодам вышеупомянутых земной нутации и чандлеровского колебания земных полюсов и составляют в своей совокупности определенный «порядок». Из существования этого порядка следует, что динамика ЭНЮК, в принципе, может быть предсказуема без какого-либо предела заблаговременности. Таким образом, существует принципиальная возможность долгосрочных (на годы вперед) прогнозов ЭНЮК.