Индийский летний муссон кормит более миллиарда человек, но распределяет дожди неравномерно: в одних районах за сезон выпадает больше метра осадков, в других — втрое меньше. Всеиндийский индекс осадков, усредняющий миллиметры по всей стране, критиковали за то, что он стирает эту мозаику. Рядом с этой работой в архиве лежат исследования о том, как меняется частота и сила дождей, о влажности воздуха над Тибетом и о данных с самолётов. Наша статья стоит несколько особняком: она не изучает тренды или новые источники данных, а пересматривает сам инструмент — всеиндийский индекс — на самом длинном и детальном ряду наблюдений.
Авторы взяли ежедневные данные осадков Индийского метеорологического департамента с 1901 по 2020 год на сетке 0,25 градуса, полученные из сети примерно 2600 дождемеров в год. Для каждого лета (июнь–сентябрь) они вычислили сезонные суммы, число дождливых дней (порог 1 мм/сутки) и среднюю интенсивность дождя. Затем они построили шесть альтернативных всеиндийских показателей: нормированные аномалии, долю точек с избытком влаги, среднее число дождливых дней, среднюю интенсивность, среднюю аномалию только для влажных точек и только для сухих. Связь с Эль-Ниньо и диполем Индийского океана оценивали через индексы NINO3.4 и DMI, а влияние Эль-Ниньо удаляли линейной регрессией.
Всеиндийский индекс осадков коррелирует с долей влажных точек и со средним числом дождливых дней сильнее, чем с интенсивностью ливней: коэффициенты выше 0,9 против максимум 0,77. Первый режим изменчивости осадков (18,2% дисперсии) — это квазиоднородное увлажнение или иссушение, тесно связанное с числом дождливых дней и с Эль-Ниньо. Второй режим (9,3%) — триполь: положительные аномалии над Западными Гатами и Центральной муссонной зоной, отрицательные над юго-востоком. Диполь Индийского океана проецируется именно на этот триполь, поэтому его корреляция с всеиндийским индексом почти нулевая (r=0,01). Однако после удаления линейного сигнала Эль-Ниньо корреляция остаточного диполя с индексом становится значимой: r=0,21.
Работа разрешает три застарелых спора. Во-первых, всеиндийский индекс действительно отражает пространственный охват аномалий, а не их силу, что объясняет его высокую корреляцию с урожайностью. Во-вторых, использование грубых сеток в прошлом искажало картину: на детальных данных видно, что Западные Гаты и Центральная зона меняются согласованно, а не независимо. В-третьих, диполь Индийского океана не игнорирует общий индекс, а действует через триполь, и его вклад проявляется после учёта Эль-Ниньо. По сравнению с соседними работами о трендах осадков, эта статья не добавляет новых данных, а переопределяет смысл старого индекса на самом длинном ряду.
Впереди — проверка того, как внутрисезонные колебания (активные и перерывные фазы) нелинейно складываются в сезонные аномалии. Также важно понять, почему Эль-Ниньо подавляет именно число дождливых дней, а не их интенсивность. Возможно, это связано с ростом статической устойчивости тропической атмосферы при потеплении верхней тропосферы. Дальнейшие исследования могут использовать ту же декомпозицию «частота–интенсивность» для сезонных прогнозов.
Результаты напрямую влияют на агрометеорологию и экономическое планирование в Индии, где всеиндийский индекс служит индикатором засух и наводнений. Они также уточняют понимание глобальных телеконнекций в тропиках.
Следующий шаг — повторить анализ на ансамбле климатических моделей, чтобы проверить, воспроизводят ли они выявленные связи. Затем можно строить сезонные прогнозы, опираясь на раздельное предсказание частоты и интенсивности дождей.
Для метеорологии ключевая нерешённая проблема — предсказуемость внутрисезонной изменчивости муссона, которая остаётся хаотической. Данная работа показывает, что на сезонном масштабе связь с медленными модами океана всё же существует, но её сила ограничена. Остаётся открытым вопрос, какая доля дисперсии осадков в принципе предсказуема.
За сезон муссона в Западных Гатах дождь идёт почти каждый день — до 120 дней подряд, а на юго-востоке Индии влажный сезон наступает только осенью, во время северо-восточного муссона.