Влияние реактивного потока на сезоны муссонов в Южной Азии

Сезонные сдвиги в позиции реактивного потока

Зимой в северном полушарии STJ лежит к югу от Гималаев, управляя западными волнениями, которые приносят зимние осадки в северную Индию и Пакистан. Весной STJ начинает смещаться на север по мере нагревания Тибетского плато. К июню STJ обычно перемещается в Центральную Азию, позволяя TEJ укрепляться и муссон продвигаться. Эта сезонная миграция занимает центральное место в цикле муссона. Когда переходы струйного потока задерживаются или ускоряются, начало муссона может быть значительно изменено.

Понимание южноазиатского муссона

Механизмы муссонов

Южноазиатский муссон — это крупномасштабная атмосферная циркуляция, обусловленная дифференциальным нагревом между сушей и океаном. Летом Индийский субконтинент быстро нагревается, создавая область низкого давления, которая втягивает влажный воздух из Индийского океана. Этот воздух поднимается, охлаждается и выпускает сильные осадки, когда он сталкивается с Гималаями и другими горными хребтами. Муссон — это не одно событие, а сезон, который обычно длится с июня по сентябрь, с различными фазами начала, пика и отступления.

Роль Тибетского плато

Тибетское плато, часто называемое «третьим полюсом» из-за его обширного ледяного и снежного покрова, усиливает муссон, действуя как повышенный источник тепла.В течение весны и лета плато поглощает солнечное излучение и нагревает верхнюю атмосферу, усиливая систему низкого давления над Азией.Это потепление также влияет на формирование и поведение верхнего уровня восточного струйного потока.Термический эффект плато настолько силен, что может изменять положение и интенсивность струйного потока, создавая петлю обратной связи между топографией, атмосферным нагревом и динамикой муссона.

Влияние реактивного потока на начало муссона

Сдвиг на север субтропического реактивного

Начало летнего муссона тесно связано с миграцией субтропического западного струйного потока на север. В мае и июне, когда STJ перемещается в Центральную Азию, западные ветры, которые ранее доминировали в регионе, ослабевают, позволяя тропическому восточному струе установить. Этот переход позволяет низкоуровневому муссонному потоку проникать глубже внутрь. Метеорологи тщательно отслеживают положение STJ, потому что отсроченный сдвиг на север часто соответствует отсроченному наступлению муссонов, в то время как ранний сдвиг может привести к раннему началу.

Роль тропического пасхального самолета

Тропический восточный струйный поток, образующийся примерно в 150 гектопаскалях (hPa) над Юго-Восточной Азией, является прямым продуктом самого муссонового обращения. TEJ генерируется сильным температурным градиентом между нагретым Тибетским плато и более прохладным Индийским океаном на юге. Его интенсивность коррелирует с силой муссонов: устойчивый TEJ указывает на активные муссоновые условия, в то время как слабый или отсутствующий TEJ связан с перерывами или дефицитами осадков. Исследования показывают, что TEJ транспортирует влагу и импульс, усиливая сближение муссонных ветров на более низких уровнях.

Время и изменчивость начала

Начало муссона над Кералой, традиционный маркер для начала индийского муссона, варьируется на много дней из года в год. Поведение реактивного потока является ключевым фактором. Например, когда STJ медленно отступает, муссон может задержаться над частями Бенгальского залива, задерживая прибытие в северную Индию. И наоборот, быстрый скачок на север может способствовать раннему началу, но также может привести к неустойчивым паттернам осадков. Согласно Индийский метеорологический департамент (IMD) , средняя дата начала над Кералой 1 июня, но отклонения от одной до двух недель являются общими и часто предсказуемы путем отслеживания моделей ветра верхнего уровня.

Влияние на интенсивность муссонов и распределение осадков

Сильный против слабого реактивного потока

Годы с сильным и хорошо расположенным тропическим восточным струей обычно связаны с выше среднего муссонных осадков. TEJ помогает поддерживать устойчивый приток влаги и поддерживает системы низкого давления, которые производят сильный дождь. Напротив, когда TEJ слаб или смещен, муссон может стать неустойчивым, с длинными сухими периодами, прерывистыми короткими, интенсивными всплесками осадков. Положение западного струйного потока также может влиять на разрывы в муссоне. Когда STJ падает на юг летом, он может подавить муссонное корыто и привести к длительным сухим периодам, называемым «перерывами».

Региональные вариации при осадках

Струйный поток не одинаково влияет на все части Южной Азии. Западное побережье Индии, включая Махараштру и Кералу, имеет тенденцию получать осадки от взаимодействия муссонных Вестерли и Западных Гат, в то время как северо-восточные штаты и Бангладеш зависят от влаги, протекающей через Бенгальский залив. Аномалии реактивного потока могут смещать эти системы, вызывающие дефицит в одном регионе и избыток в другом. Например, сильный TEJ может усиливать осадки над Гангетскими равнинами, в то время как слабый TEJ может высыхать центральную Индию.

Ссылки на экстремальные погодные явления

Недавние исследования указывают на связь между поведением струйного потока и экстремальными событиями муссонов. Когда струйный поток широко извивается, это может привести к застою муссонных впадин, что приводит к длительным сильным осадкам и катастрофическим наводнениям. Наводнения 2022 года в Пакистане, которые потопили треть страны, были связаны с остановкой муссонных впадин, усугубляемых ветровыми моделями верхнего уровня. Аналогичным образом, периоды интенсивной жары и засухи в Индии часто совпадают с аномалиями как в субтропическом западном струе, так и в тропическом восточном струе. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) и другие климатические агентства отслеживают эти закономерности, чтобы выпустить ранние предупреждения.

Взаимодействие с крупномасштабными климатическими явлениями

Эль-Ниньо-Южное колебание (ENSO)

Эль-Ниньо-Южное колебание, периодическое потепление экваториальной части Тихого океана, имеет хорошо документированное влияние на южноазиатский муссон. Эль-Ниньо годы обычно производят более слабые муссоны, потому что потепление Тихого океана изменяет циркуляцию Уокера, подавляя Восточный струйный и сдвиг тропических осадков на восток. Ла-Нинья годы, напротив, часто благоприятствуют сильному TEJ и выше нормального количества осадков. Однако, отношения не идеальны; положение струйного потока может иногда усиливать или противодействовать эффектам ENSO. Например, Ла-Нинья в сочетании с благоприятным положением TEJ исторически вызывала сильное наводнение в частях Индии.

Диполь Индийского океана (IOD)

Диполь Индийского океана, температурный градиент между западным и восточным Индийским океаном, также взаимодействует с струйным потоком. Во время положительного события IOD более теплые воды в западном Индийском океане усиливают муссон и TEJ, обычно увеличивая количество осадков над Индией. Отрицательный IOD ослабляет эту связь. Комбинированный эффект ENSO и IOD на струйный поток является активной областью исследований, с учеными, использующими эти модели для улучшения сезонных прогнозов. Понимание этих взаимодействий жизненно важно для прогнозирования того, принесет ли сезон муссонов засуху или потоп.

Комбинированные эффекты на реактивный поток и муссон

Одновременное влияние ENSO, IOD и струйного потока создает сложную, но все более предсказуемую картину. Климатические модели теперь могут имитировать эти взаимодействия с умеренными навыками, позволяя синоптикам выдавать вероятностные прогнозы муссонов за несколько месяцев до этого. Например, в Шестом оценочном докладе IPCC отмечается, что, хотя ENSO остается доминирующим драйвером, динамика реактивного потока ENSO и локальная динамика струйного потока может переопределять сигналы ENSO в определенные годы, что приводит к муссонам, которые бросают вызов простым категоризациям.

Климатические модели и записи наблюдений показывают, что струйные потоки меняются. Субтропический западный струйный поток мигрирует в сторону полюса, а тропический восточный струйный поток становится все более переменчивым по интенсивности. Исследования, опубликованные НАСА, показывают, что расширение тропического пояса сдвигает субтропический струйный поток, что может изменить сроки и распределение муссонных осадков. Кроме того, потепление над Тибетским плато уменьшает снежный покров, изменяя тепловой градиент, который управляет муссоном и TEJ. Эти сдвиги уже были связаны с более неустойчивым муссоном в некоторых регионах.