Hace 65 años se estrenó la historia del clásico de ficción estadounidense Paradise Bradbury “And Thunder Rocked”. Describe un viaje al pasado lejano, donde uno de los héroes aplastó accidentalmente una mariposa. Esto llevó a consecuencias impredecibles que cambiaron radicalmente el futuro. A principios de la década de 1960, Edward Lorenz, un joven asistente en el Departamento de Meteorología del Instituto de Tecnología de Massachusetts, recibió varios diagramas inusuales. Su forma se parecía a las alas de una mariposa, y un gran fanático de la ciencia ficción, Lorenz inmediatamente llamó al patrón que descubrió como "el efecto mariposa". Pronto se convirtió en un concepto universal que explica muchos fenómenos misteriosos, cuando eventos menores conducen a consecuencias grandiosas como tifones, epidemias a gran escala o el descenso de glaciares colosales desde la cúpula de la Antártida.
Errores de valor redondeado
De hecho, el efecto mariposa está lejos de ser una simple idea derivada de una teoría matemática del caos muy compleja. Todo comenzó cuando Lorenz intentó crear un conjunto de programas de computadora que pudieran predecir cambios climáticos a largo plazo. Un día no redondeó las milésimas de valores meteorológicos como fuerza del viento, humedad y presión atmosférica. De repente, esto condujo a un resultado fenomenal. Resultó que estos pequeños cambios en los datos cambiaron por completo el pronóstico a largo plazo.
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Edward Lorenz.
Durante toda una década, Lorenz refinó su teoría, pero se hizo famosa gracias a la determinación de otro meteorólogo. En 1972 se realizó una prestigiosa conferencia internacional, pero Lorenz no logró presentar el título del informe. No quedaba tiempo en absoluto, y su colega lo hizo audazmente, dándole al trabajo un título completamente no académico "Pronóstico: ¿Un aleteo de mariposa en Brasil causará un tornado en Texas?" Fue a partir de este momento que comenzaron las acaloradas discusiones sobre el efecto mariposa de Lorentz.
En ese primer trabajo, Lorenz trató de demostrar que las consecuencias de largo alcance de las anomalías atmosféricas menores constituyen dos problemas fascinantes. En primer lugar, no debe criticar los pronósticos meteorológicos ni burlarse de los pronosticadores, porque resulta que es casi imposible crear un mapa meteorológico preciso a largo plazo. En segundo lugar, en muchos procesos es simplemente imposible "atrapar una mariposa" e identificar ese punto de inflexión que conduce a un resultado final real.
En general, muchos filósofos desconfían de las "mariposas de Lorentz". después de todo, si las pequeñas inexactitudes en algunos fenómenos naturales son de tanta importancia, entonces se puede argumentar que nuestro mundo es algo completamente impredecible …
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El nacimiento y la muerte de un tornado
Según los gráficos de Lorenz, innumerables interconexiones naturales no solo pueden causar un tornado con el batir de las alas de una mariposa, sino también extinguir un huracán de raíz. Por lo tanto, si una persona interfiere con la naturaleza circundante, por ejemplo, alterando el equilibrio ecológico, casi nunca sabremos con certeza qué pasaría en el escenario alternativo "Tierra sin gente". Y todo esto se debe a que todos los cambios posteriores son muy difíciles de rastrear y restaurar la secuencia de eventos.
Incluso durante su vida, Lorenz notó con tristeza que la mayoría de los climatólogos a su alrededor perciben sus construcciones originales exactamente lo contrario. El pensamiento más importante en la teoría de Lorentz es que simplemente no podemos rastrear fácilmente un evento significativo y su conexión con el presente. Al afirmar que el batir de las alas de una mariposa puede causar una tormenta, debemos pasar inmediatamente a la siguiente pregunta: ¿cómo podemos afirmar con seguridad que fue esta anomalía atmosférica la que causó el nacimiento y no la muerte de un tornado aplastante?
Resulta que la investigación de Lorentz brinda la oportunidad de analizar el problema de las relaciones de causa y efecto de una manera nueva, pero no contiene respuestas simples para predecir el futuro.
Misterios del tiempo en la cocina
Como meteorólogo, Lorenz trató de explicar muchos de los misterios de la "cocina del clima" con la ayuda del fenómeno que descubrió. Según su atrevida suposición. La causa de las tormentas más poderosas que nacen en el Golfo de México puede ser una pequeña anomalía meteorológica en el Atlántico Sur.
Modelo meteorológico informático creado por Edward Lorenz.
Después de la muerte del científico en 2008, varios meteorólogos latinoamericanos intentaron conectar el efecto mariposa con el asombroso fenómeno de El Niño en el Pacífico. De manera incomprensible, esta anomalía atmosférica periódica influye de alguna manera en el nacimiento de tornados devastadores, provocando pérdidas de miles de millones de dólares en los estados del sur de Estados Unidos.
Al mismo tiempo, muchos teóricos de la conspiración estadounidenses simplemente están seguros de que durante mucho tiempo han estado tratando de sacar "mariposas del clima" que pueden causar tormentas en diferentes partes del mundo en los campos de entrenamiento secretos del Pentágono. En cualquier caso, esto puede ser un verdadero fusible para una hipotética "arma climática" de la que se ha hablado mucho últimamente.
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El parámetro principal aquí es el viento huracanado como una de las áreas de investigación en física atmosférica. Esta ciencia ha estado tratando de predecir las trayectorias de movimiento de los vórtices de aire durante muchos años, pero aún no puede predecir su fuerza y, por lo tanto, la escala de posible destrucción.
Ecuación de huracán
Durante un cuarto de siglo, los meteorólogos han trabajado arduamente para crear modelos informáticos fiables del mal tiempo. El obstáculo aquí es la denominada ecuación de huracán, que no puede resolverse sobre la base de las ideas clásicas sobre el mecanismo de su formación. Puede imaginarse que se está formando un poderoso huracán en algún lugar del sureste del Caribe. Allí, corrientes de aire cálido y húmedo se encuentran con los vientos fríos de los Andes. Se produce una intensa condensación de vapor de agua con la formación de una espesa capa de nubes. Sin embargo, si intentamos establecer todos los parámetros necesarios, de ninguna manera podremos determinar el rumbo y aumentar la fuerza del viento. En particular, la velocidad del viento estimada siempre será mucho menor que en la realidad.
Lanzamiento de una sonda GPS.
Es bien sabido que cuanto más fuerte es el viento, más olas en la superficie del agua. Aquí, las olas actúan como una "aspereza" natural de la superficie del agua, contra la cual las corrientes de aire "frotan". Mientras tanto, si consideramos el equilibrio entre la entrada de energía y su absorción debido a la fricción, resulta que cuanto más fuerte sea el viento, mayor será esta absorción. Es decir, las olas deben apagar el viento, como en nombre de la obra de culto de los hermanos Strugatsky, pero en realidad esto no sucede.
La hipótesis de los geofísicos rusos
A finales del siglo pasado, un grupo de empleados del Departamento de Procesos Geofísicos No Lineales del Instituto de Física Aplicada de la Academia de Ciencias de Rusia de Nizhny Novgorod planteó una hipótesis muy inusual. Basándose en los principios de la teoría de Lorentz, plantearon la hipótesis de que el arrastre de la superficie del océano disminuye paradójicamente a medida que aumenta el viento.
Luego, en 2003, se publicó en la revista Gage un artículo del investigador estadounidense Kerry Emmanuel, que describe un fenómeno similar. En sus conclusiones, se basó en datos a largo plazo sobre la velocidad del viento dentro de los ciclones tropicales utilizando sondas GPS descendentes del Centro de Observación de Huracanes de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE. UU. Con base en la generalización de los resultados de estas mediciones, resultó que el coeficiente de resistencia de la superficie del mar es significativamente menor que el valor obtenido en los cálculos de vientos convencionales.
Científicos rusos están investigando el "efecto mariposa que genera huracanes" en la singular instalación "Complejo de rodales geofísicos a gran escala", que consta de una cuenca con un canal de ondas de viento de alta velocidad. Hoy este complejo está incluido en la lista de instalaciones de importancia nacional en Rusia.
Red para atrapar "mariposas de huracanes"
Los experimentos de los geofísicos de Nizhny Novgorod dieron resultados sorprendentes. Con la ayuda de una cámara de video de alta velocidad que filmaba hasta medio millón de cuadros por segundo, fue posible registrar los asombrosos procesos del nacimiento de las "mariposas huracán". Por lo tanto, surgió una comprensión del mecanismo de aparición de los vientos huracanados en el inicio de una tormenta. Se hizo evidente que, en un momento determinado, las corrientes de aire del creciente tifón se precipitan sobre las olas, como un planeador de hidroala o un ekranoplan colosal. Al mismo tiempo, la masa de aire forma un "colchón de espuma" de corderos sólidos sobre las olas, lo que suaviza la emoción. En este caso, la resistencia a los flujos de aire sobre la superficie del mar cae bruscamente.
Los científicos contaron las gotas y se dieron cuenta de que se encontró el mecanismo más eficiente para generar salpicaduras, lo que cambia enormemente la imagen de la ocurrencia de huracanes. Anteriormente, se creía que las salpicaduras se formaban al romperse las burbujas flotantes y su cantidad es inconmensurablemente menor. Resultó que si recalculamos los resultados del experimento de laboratorio de Nizhny Novgorod para las condiciones naturales, entonces la formación de vientos huracanados se vuelve clara. Los científicos se dieron cuenta de que el viento es un mecanismo eficaz para el flujo de energía hacia la fuerza monstruosa y estuvieron cerca de predecir la capacidad destructiva de un huracán.
Sin embargo, el "efecto mariposa de Lorentz" también se encontró en ciencias muy alejadas de la meteorología.
Insectos de las crisis financieras
Hace una década, varios entusiastas del club virtual de fanáticos de las previsiones financieras Smartmoney comenzaron a investigar el mercado "según Lorenz" e inmediatamente atraparon la "mariposa de la crisis financiera". Resulta que la creciente cantidad de problemas logísticos de Sony podría tener un impacto crítico en toda una red de accionistas, vendedores e inversores. Así apareció un pronóstico ominoso en el sitio web de Smartmoney: "Una mariposa, en este caso la mariposa japonesa, lanza todo un proceso crítico en la cadena global de socios". Lamentablemente, nadie escuchó la opinión inusual de los "aficionados a la economía". Y estalló la crisis de 2008 …
