Нынешняя жара в России — уникальная аномалия, вероятность этого события составляет одну десятитысячную.
Жара, подобная нынешней, в России может повториться в обозримой перспективе.
Два этих тезиса очевидно противоположны. Но парадокс в том, что оба они верны. Такой вывод приходится сделать на основе тщательного математического анализа рядов измерения температуры с 1879 года, проведенного аналитиками «Эксперта».
Как известно, среднемесячная температура минувшего июля оказалась рекордной за все время измерений и составила, например, в Москве 25,8 градуса. Это на целых 2,5 градуса выше предыдущего рекорда, что, конечно, приводит к мысли об уникальности явления. Проверить, уникально ли событие на самом деле, позволяют статистические методы. Среднемесячная температура июля в Москве лежит в диапазоне от 14,6 до 23,3 градуса. Средняя за все время наблюдений температура июля — примерно 18,5 градуса. Естественно, что большая часть наблюдавшихся температур концентрируется вокруг средней. Например, среднемесячная температура июля от 18 до 19 градусов наблюдалась 36 раз, в то время как температуры в диапазонах от 15 до 16 градусов и от 20 до 21 градуса — по восемь раз (см. график распределения температур на стр. 19). Построенная таким образом гистограмма и ее моделирование математическими методами позволяют оценить вероятность события, которого ранее не было. Расчет показал, что жара, подобная нынешней, может случаться на территории России примерно один раз за десять тысяч лет. А значит, можно успокоиться: в любой разумной перспективе такое не повторится.
Однако, похоже, дело обстоит не совсем так. Анализируемый график устроен весьма непросто. Помимо нормального, если хотите случайного, распределения температур там присутствует еще одна составляющая, которая отражает, говоря математическим языком, нелинейность рассматриваемого процесса, когда результат не пропорционален усилиям. Это обстоятельство сразу путает все карты. Оказывается, что наблюдаемая жара, с позиций здравого смысла и с точки зрения статистики являющаяся аномалией, с точки зрения сложного нелинейного процесса — норма, хотя и редкая. Нелинейность погоды и вытекающие из этого особенности были впервые показаны Эдвардом Лоренцом, обнаружившим в достаточно простых моделях погоды режимы неустойчивости, приводящие к хаосу (это не образ, а математический термин). Реагирующая на незначительные факторы погода делает долгосрочный прогноз невозможным даже при огромном росте мощности вычислительных машин. Осознание принципиальной нелинейности погоды породило известную фразу: «Взмах крыльев бабочки в Пекине может привести к урагану в Нью-Йорке». Совсем небольшие изменения какого-либо параметра могут приводить к огромным изменениям и порождать мощные процессы.
Однако у нелинейных систем иногда возникает режим, когда система продолжительное время не реагирует ни на какие воздействия, что мы и видим сейчас: жаркие антициклоны лениво сменяют друг друга над европейской частью России, не реагируя ни на какие процессы над Атлантикой, Северным Ледовитым океаном или Сибирью. Такие режимы математики называют «руслами».
Наш анализ температурных данных показывает, что аномальным, именно в смысле нелинейности процесса, является не только 2010 год. К аномальным можно отнести и 1972-й, и 1936 годы, с некоторой натяжкой и другие. Хотя температура тогда была ниже, сама структура данных указывает на их аномальность. А это означает, что повторы жары возможны: как мы уже сказали, аномалия в определенном смысле является нормой.
Ситуация с погодой в мире (а необычные явления наблюдаются не только в России) блестяще подтверждает необходимость тех новых подходов к познанию мира, которые разрабатываются последние десятилетия, начиная с пионерских работ Ильи Пригожина. Стало ясно, что большинство природных, биологических, социальных систем принципиально нелинейны. Они не могут быть глубоко изучены с помощью того научного аппарата, который развивался последние три столетия. Не зря Пригожин говорил, что наука стоит на пороге нового скачка, который будет состоять в проникновении на иной, гораздо более высокий уровень сложности. Он полагал, что успехи будут достигнуты в первую очередь в науках о человеке — как биологическом существе, так и социальном.
Пока же новые методы недостаточно развиты, рассчитывать на предсказание погодных аномалий нельзя.
