Сезон дождей: как единый индекс собирает мозаику Индии

Оригинал: "On the all-India rainfall index and sub-India rainfall heterogeneity"
arXiv:2104.12306 · 2021-04-26 · CC BY 4.0 · 2 мин
Всеиндийский индекс осадков отражает не среднюю силу ливней, а площадь, которую они накрывают.

Каждое лето над Индией разворачивается одна и та же картина: облака, гонимые ветром с океана, проливаются дождями, и от того, как лягут эти дожди на поля, зависит урожай для более чем миллиарда человек. Метеорологи давно пытаются свести эту мозаику к одному числу — всеиндийскому индексу осадков, который усредняет миллиметры по всей стране. Критики говорили, что такое усреднение стирает все различия, но новое исследование на 120-летнем ряду наблюдений показывает: индекс на самом деле улавливает нечто важное — не силу ливней, а площадь, которую они накрывают.

Индекс — это как общий вес мозаики, а не яркость отдельных кусочков. Он растёт, когда дожди идут на большей территории, а не когда в одном месте льёт сильнее.

Авторы взяли ежедневные данные с 1901 по 2020 год с сетки 0,25 градуса, собранные примерно с 2600 дождемеров каждый год. Для каждого лета они вычислили не только общую сумму осадков, но и число дождливых дней (порог 1 мм в сутки) и среднюю интенсивность дождя. Затем они построили шесть альтернативных показателей: долю точек с избытком влаги, среднее число дождливых дней, среднюю интенсивность и другие. Оказалось, что всеиндийский индекс коррелирует с долей влажных точек и числом дождливых дней сильнее, чем с интенсивностью: коэффициенты выше 0,9 против максимум 0,77. Иными словами, индекс действительно отражает пространственный охват аномалий, а не их силу.

Второй по значимости узор изменчивости осадков — триполь: избыток влаги над Западными Гатами и Центральной муссонной зоной, а на юго-востоке — дефицит. Этот узор связан с диполем Индийского океана, то есть с разницей температур между западом и востоком океана. Диполь почти не влияет на общий индекс напрямую, но после удаления сигнала Эль-Ниньо его связь с индексом становится значимой. Так старый инструмент, если правильно его понять, раскрывает сразу две руки, которые управляют индийским дождём.

Эль-Ниньо — тёплое течение в тропической части Тихого океана — подавляет именно число дождливых дней, а не их интенсивность. Диполь Индийского океана действует через триполь, и его вклад виден после учёта Эль-Ниньо.

Работа разрешает три застарелых спора. Во-первых, всеиндийский индекс действительно отражает площадь влажных аномалий, 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. Теперь, когда смысл индекса прояснён, его можно использовать как надёжный индикатор пространственного охвата засухи или избытка влаги для сельского хозяйства и страхования. Мозаика дождей, собранная в один узор, наконец-то заговорила понятным языком.

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.

Понятия
диполь индийского океана межгодовая изменчивость многомерный индекс ЭНСО индекс южной осцилляции энсо муссон начало муссона относительный они южная осцилляция эль-ниньо IRI буйковые станции TAO/TRITON эффект конденсатора Индийского океана телеконнекция весенний барьер предсказуемости ла-нинья осадки аномалия осадков Ниньо 1.2 модель осциллятора с подзарядкой ERSST