65 anni fa, fu pubblicata la storia del classico della narrativa americana Paradise Bradbury “And Thunder Rocked”. Descriveva un viaggio nel lontano passato, dove uno degli eroi schiacciò accidentalmente una farfalla. Ciò ha portato a conseguenze imprevedibili, cambiando radicalmente il futuro. All'inizio degli anni '60, Edward Lorenz, un giovane assistente del Dipartimento di Meteorologia del Massachusetts Institute of Technology, ricevette una serie di diagrammi insoliti. La loro forma assomigliava alle ali di una farfalla, e un grande appassionato di fantascienza Lorenz chiamò immediatamente il modello che scoprì "l'effetto farfalla". Ben presto divenne un concetto universale che spiega molti fenomeni misteriosi, quando eventi minori portano a conseguenze grandiose come tifoni, epidemie su larga scala o la discesa di colossali ghiacciai dalla cupola dell'Antartide.
Errori di valore arrotondato
In effetti, l'effetto farfalla è tutt'altro che un'idea semplice derivata da una teoria matematica del caos molto complessa. Tutto è iniziato quando Lorenz ha cercato di creare una serie di programmi per computer in grado di prevedere i cambiamenti meteorologici a lungo termine. Un giorno non ha arrotondato i millesimi di valori meteorologici come forza del vento, umidità e pressione atmosferica. All'improvviso questo ha portato a un risultato fenomenale. Si è scoperto che questi piccoli cambiamenti di dati hanno cambiato completamente le previsioni a lungo termine.
Edward Lorenz.
Per un intero decennio Lorenz ha affinato la sua teoria, ma è diventata famosa grazie alla determinazione di un altro meteorologo. Nel 1972 si tenne una prestigiosa conferenza internazionale, ma Lorenz non riuscì a presentare il titolo del rapporto. Non c'era più tempo, e questo è stato coraggiosamente fatto dal suo collega, dando al lavoro un titolo completamente non accademico "Previsione: un battito di farfalla in Brasile causerà un tornado in Texas?" Fu da questo momento che iniziarono accese discussioni sull'effetto farfalla di Lorentz.
In quel primo lavoro, Lorenz cercò di dimostrare che le conseguenze di vasta portata di anomalie atmosferiche minori costituiscono due problemi affascinanti. In primo luogo, non dovresti criticare le previsioni del tempo e falsi meteorologi, perché risulta che è quasi impossibile creare una mappa meteorologica accurata a lungo termine. In secondo luogo, in molti processi è semplicemente impossibile "catturare una farfalla" e identificare quel punto di svolta che porta a un risultato finale reale.
In generale, molti filosofi sono molto diffidenti nei confronti delle "farfalle di Lorentz". dopotutto, se piccole imprecisioni in alcuni fenomeni naturali sono di così grande importanza, allora si può sostenere che il nostro mondo è in qualche modo completamente imprevedibile …
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La nascita e la morte di un tornado
Secondo le carte di Lorenz, innumerevoli interconnessioni naturali possono non solo causare un tornado con lo sbattere delle ali di una farfalla, ma anche estinguere un uragano sul nascere. Quindi, se una persona interferisce con la natura circostante, ad esempio sconvolgendo l'equilibrio ecologico, non sapremo quasi mai con certezza cosa sarebbe successo nello scenario alternativo "Terra senza persone". E tutto questo perché tutte le modifiche successive sono molto difficili da tracciare e ripristinare la sequenza degli eventi.
Anche durante la sua vita, Lorenz notò tristemente che la maggior parte dei climatologi intorno a lui percepiscono le sue costruzioni originali esattamente l'opposto. Il pensiero più importante nella teoria di Lorentz è che non possiamo tracciare facilmente un evento significativo e la sua connessione con il presente. Affermando che il battito d'ali di una farfalla può provocare una tempesta, dobbiamo passare immediatamente alla domanda successiva: come possiamo affermare con sicurezza che è stata questa anomalia atmosferica a causare la nascita e non la morte di un tornado schiacciante?
Si scopre che la ricerca di Lorentz offre l'opportunità di guardare al problema delle relazioni di causa ed effetto in un modo nuovo, ma non contiene semplici risposte per prevedere il futuro.
Misteri del tempo in cucina
Come meteorologo, Lorenz ha cercato di spiegare molti dei misteri della "cucina meteorologica" con l'aiuto del fenomeno che ha scoperto. Secondo la sua audace ipotesi. la causa delle tempeste più potenti che nascono nel Golfo del Messico potrebbe essere una piccola anomalia meteorologica nell'Atlantico meridionale.
Modello meteorologico al computer creato da Edward Lorenz.
Dopo la morte dello scienziato nel 2008, un certo numero di meteorologi latinoamericani ha cercato di collegare l'effetto farfalla con il sorprendente fenomeno Pacific El Niño. In modo incomprensibile, questa periodica anomalia atmosferica influenza in qualche modo la nascita di devastanti tornado, causando perdite per miliardi di dollari agli stati meridionali degli Stati Uniti.
Allo stesso tempo, molti teorici della cospirazione americani sono semplicemente sicuri di aver cercato a lungo di tirare fuori le "farfalle del tempo" che possono causare tempeste in diverse parti del mondo presso i campi di addestramento segreti del Pentagono. In ogni caso, questa potrebbe essere una vera miccia per un'ipotetica "arma climatica" di cui si è molto parlato ultimamente.
Il parametro principale qui è il vento da uragano come una delle aree di ricerca nella fisica atmosferica. Questa scienza ha cercato per molti anni di prevedere le traiettorie del moto dei vortici d'aria, ma non è ancora in grado di predire la loro forza, e quindi l'entità della possibile distruzione.
Equazione uragano
Per un quarto di secolo, i meteorologi hanno lavorato duramente per creare modelli computerizzati affidabili di maltempo. L'ostacolo qui è la cosiddetta equazione dell'uragano, che non può essere risolta sulla base delle idee classiche sul meccanismo della sua formazione. Puoi immaginare che un potente uragano si stia formando da qualche parte nel sud-est dei Caraibi. Lì, flussi di aria calda e umida incontrano i venti freddi delle Ande. La condensazione intensiva del vapore acqueo si verifica con la formazione di una spessa copertura nuvolosa. Tuttavia, se proviamo a impostare tutti i parametri necessari, non saremo in alcun modo in grado di determinare la rotta e l'aumento della forza del vento. In particolare, la velocità del vento stimata sarà sempre molto inferiore rispetto alla realtà.
Avvio di una sonda GPS.
È noto che più forte è il vento, più onde sulla superficie dell'acqua. Le onde qui agiscono come una "rugosità" naturale della superficie dell'acqua, contro la quale "sfregano" le correnti d'aria. Nel frattempo, se consideriamo l'equilibrio tra l'energia immessa e il suo assorbimento dovuto all'attrito, risulta che più forte è il vento, maggiore sarà questo assorbimento. Cioè le onde dovrebbero spegnere il vento, proprio come in nome dell'opera cult dei fratelli Strugatsky, ma in realtà questo non accade.
L'ipotesi dei geofisici russi
Alla fine del secolo scorso, un gruppo di dipendenti del Dipartimento di processi geofisici non lineari dell'Istituto di fisica applicata dell'Accademia delle scienze russa di Nizhny Novgorod ha avanzato un'ipotesi molto insolita. Sulla base dei principi della teoria di Lorentz, hanno ipotizzato che la resistenza della superficie oceanica paradossalmente diminuisca all'aumentare del vento.
Poi, nel 2003, un articolo del ricercatore americano Kerry Emmanuel è stato pubblicato sulla rivista Gage, descrivendo un fenomeno simile. Nelle sue conclusioni, si è basato sui dati a lungo termine sulla velocità del vento all'interno dei cicloni tropicali utilizzando sonde GPS in caduta dal Centro di osservazione degli uragani dell'amministrazione nazionale oceanica e atmosferica degli Stati Uniti. Sulla base della generalizzazione dei risultati di queste misurazioni, si è scoperto che il coefficiente di resistenza della superficie del mare è significativamente inferiore al valore ottenuto nei calcoli dei venti convenzionali.
Scienziati russi stanno studiando l '"effetto farfalla che genera uragani" su un'installazione unica "Complesso di giacimenti geofisici su larga scala", costituito da un bacino con un canale di onde del vento ad alta velocità. Oggi questo complesso è incluso nell'elenco delle installazioni di importanza nazionale in Russia.
Rete per catturare le "farfalle dell'uragano"
Gli esperimenti dei geofisici di Nizhny Novgorod hanno dato risultati sorprendenti. Con l'aiuto di una videocamera ad alta velocità che riprende fino a mezzo milione di fotogrammi al secondo, è stato possibile registrare i sorprendenti processi della nascita delle "farfalle dell'uragano". È così che è nata la comprensione del meccanismo del verificarsi dei venti di uragano all'inizio di una tempesta. È diventato chiaro che a un certo punto le correnti d'aria del crescente tifone si riversano sulle onde, come un aliante aliscafo o un colossale ekranoplan. Allo stesso tempo, la massa d'aria forma un "cuscino di schiuma" di agnelli solidi sopra le onde, che attenua l'eccitazione. In questo caso, la resistenza ai flussi d'aria sulla superficie del mare diminuisce drasticamente.
Gli scienziati hanno contato le goccioline e si sono resi conto che è stato trovato il meccanismo più efficiente per generare schizzi, il che cambia notevolmente il quadro del verificarsi degli uragani. In precedenza, si credeva che gli schizzi si formassero alla rottura di bolle galleggianti e la loro quantità fosse incommensurabilmente inferiore. Si è scoperto che se ricalcoliamo i risultati dell'esperimento di laboratorio di Nizhny Novgorod per le condizioni naturali, la formazione dei venti degli uragani diventa chiara. Gli scienziati si sono resi conto che il vento è un meccanismo efficace per il flusso di energia nella forza mostruosa e si sono avvicinati a prevedere la capacità distruttiva di un uragano.
Tuttavia, l '"effetto farfalla di Lorentz" è stato riscontrato anche in scienze molto lontane dalla meteorologia.
Insetti di crisi finanziarie
Una decina di anni fa, diversi appassionati del club virtuale di appassionati di previsioni finanziarie Smartmoney iniziarono a fare ricerche di mercato "secondo Lorenz" e colse subito "la farfalla della crisi finanziaria". Risulta che il crescente numero di problemi logistici di Sony potrebbe avere un impatto critico su un'intera rete di azionisti, venditori e investitori. Ecco come è apparsa una minacciosa previsione sul sito web di Smartmoney: "Una farfalla, in questo caso la farfalla giapponese, avvia un intero processo critico nella catena globale dei partner". Purtroppo nessuno ha ascoltato l'opinione insolita degli "dilettanti economici". Ed è scoppiata la crisi del 2008 …
