Муссон Южной Азии является одним из нескольких географически распределенных глобальных муссонов . Он влияет на Индийский субконтинент , где он является одним из старейших и наиболее ожидаемых погодных явлений и экономически важной закономерностью каждый год с июня по сентябрь, но он лишь частично понят и, как известно, трудно предсказуем. Было предложено несколько теорий для объяснения происхождения, процесса, силы, изменчивости, распределения и общих капризов муссона, но понимание и предсказуемость все еще развиваются.
Уникальные географические особенности индийского субконтинента , а также связанные с ними атмосферные, океанические и географические факторы влияют на поведение муссона. Из-за его влияния на сельское хозяйство, флору и фауну , а также на климат таких стран, как Бангладеш , Бутан , Индия , Непал , Пакистан и Шри-Ланка , а также других экономических, социальных и экологических последствий, муссон является одним из самых ожидаемых, отслеживаемых [3] и изучаемых погодных явлений в регионе. Он оказывает значительное влияние на общее благосостояние жителей и даже был назван «настоящим министром финансов Индии». [4] [5]
Слово муссон (происходит от арабского «mausim», что означает «сезонная смена направления ветров»), хотя обычно определяется как система ветров, характеризующаяся сезонной сменой направления, [6] не имеет последовательного, подробного определения. Вот несколько примеров:
Первыми людьми, которые наблюдали комбинированную картину ветвей муссонов над различными регионами Южной Азии, были моряки в Аравийском море [10] , которые путешествовали между Африкой, Индией и Юго-Восточной Азией.
Муссоны можно разделить на две ветви в зависимости от их распространения на субконтиненте:
В качестве альтернативы его можно разделить на два сегмента в зависимости от направления ветров, приносящих дождь:
В зависимости от времени года, когда эти ветры приносят дожди в Индию, муссон также можно разделить на два периода :
Сложность муссона Южной Азии не полностью изучена, что затрудняет точное предсказание количества, времени и географического распределения сопутствующих осадков. Это наиболее контролируемые компоненты муссона, и они определяют наличие воды в Индии в любой данный год. [11]
Муссоны обычно случаются в тропических регионах. Одной из областей, на которую муссоны оказывают сильное влияние, является Индия. В Индии муссоны создают целый сезон, в течение которого ветры полностью меняют направление.
Осадки являются результатом конвергенции ветрового потока из Бенгальского залива и обратных ветров из Южно-Китайского моря . [12]
Начало муссона приходится на Бенгальский залив в мае, к июню он достигает полуострова Индостан , а затем ветры перемещаются в сторону Южно-Китайского моря . [12]
Хотя юго-западные и северо-восточные муссонные ветры имеют сезонную обратимость, они сами по себе вызывают осадки.
Для образования дождя необходимы два фактора :
Кроме того, одна из причин дождя должна произойти. В случае муссона причина в первую очередь орографическая , из-за наличия возвышенностей на пути ветров. Орографические барьеры заставляют ветер подниматься. Затем осадки выпадают на наветренной стороне возвышенностей из-за адиабатического охлаждения и конденсации влажного восходящего воздуха.
Уникальные географические особенности рельефа индийского субконтинента вступают в игру, позволяя всем вышеперечисленным факторам происходить одновременно. Соответствующие особенности в объяснении механизма муссонов следующие:
Дожди, которые муссон приносит на Индийский субконтинент, имеют некоторые уникальные особенности.
Прорыв муссона относится к внезапному изменению погодных условий в Индии (обычно от жаркой и сухой погоды к влажной и сырой погоде во время юго-западного муссона), характеризующемуся резким увеличением среднего суточного количества осадков. [13] [14] Аналогичным образом, прорыв северо-восточного муссона относится к резкому увеличению среднего суточного количества осадков в пострадавших регионах. [15]
Одним из наиболее часто используемых слов для описания непредсказуемой природы муссона является «каприз», используемый в газетах, [16] журналах, [17] книгах, [18] веб-порталах [19] для страховых планов, [20] и обсуждениях бюджета Индии. [21] В некоторые годы дождей выпадает слишком много, что приводит к наводнениям в некоторых частях Индии; в другие годы дождей выпадает слишком мало или не выпадает вообще, что приводит к засухам. В некоторые годы количество осадков достаточно, но их время выпадения произвольно. Иногда, несмотря на среднегодовое количество осадков, суточное распределение или географическое распределение осадков существенно искажено. В недавнем прошлом изменчивость осадков в короткие периоды времени (около недели) приписывалась пустынной пыли над Аравийским морем и Западной Азией. [22]
Обычно можно ожидать, что юго-западный муссон «ворвется» на западное побережье Индии (около Тируванантапурама ) в начале июня и покроет всю страну к середине июля. [11] [23] [24] Его уход из Индии обычно начинается в начале сентября и заканчивается к началу октября. [25] [26]
Северо-восточный муссон обычно «взрывается» около 20 октября и длится около 50 дней, прежде чем отступить. [15]
Однако дождливый муссон не обязательно является нормальным муссоном, то есть таким, который действует близко к статистическим средним значениям, рассчитанным за длительный период. Нормальным муссоном обычно считается тот, который включает близкое к среднему количество осадков во всех географических точках, находящихся под его влиянием ( среднее пространственное распределение ) и за весь ожидаемый период времени ( среднее временное распределение ). Кроме того, дата прибытия и дата отправления как юго-западного, так и северо-восточного муссона должны быть близки к средним датам. Точные критерии для нормального муссона определяются Метеорологическим департаментом Индии с расчетами для среднего и стандартного отклонения каждой из этих переменных. [27]
Теории механизма муссонов в первую очередь пытаются объяснить причины сезонной смены направления ветров и время их смены.
Из-за различий в удельной теплоемкости суши и воды континенты нагреваются быстрее морей. Следовательно, воздух над прибрежными территориями нагревается быстрее, чем воздух над морями. Они создают области низкого давления воздуха над прибрежными территориями по сравнению с давлением над морями, заставляя ветры дуть с морей на соседние территории. Это известно как морской бриз .
Также известная как тепловая теория или теория дифференциального нагрева моря и суши , традиционная теория описывает муссон как крупномасштабный морской бриз . Она утверждает, что во время жаркого субтропического лета массив суши Индийского полуострова нагревается с другой скоростью, чем окружающие моря, что приводит к градиенту давления с юга на север. Это вызывает поток влажных ветров с моря на сушу. Достигнув суши, эти ветры усиливаются из-за географического рельефа, охлаждаясь адиабатически и приводя к орографическим дождям. Это юго-западный муссон . Обратное происходит зимой, когда земля холоднее моря, что устанавливает градиент давления от суши к морю. Это заставляет ветры дуть над Индийским субконтинентом в направлении Индийского океана в северо-восточном направлении, вызывая северо-восточный муссон . Поскольку юго-западный муссон течет с моря на сушу, он переносит больше влаги и, следовательно, вызывает больше дождей, чем северо-восточный муссон. Только часть северо-восточного муссона, проходящего через Бенгальский залив, впитывает влагу, вызывая дожди в Андхра-Прадеш и Тамилнаде в зимние месяцы.
Однако многие метеорологи утверждают, что муссон — это не локальное явление, как это объясняется традиционной теорией, а общее погодное явление вдоль всей тропической зоны Земли . Эта критика не отрицает роль дифференциального нагрева моря и суши в формировании муссонных ветров, но рассматривает его как один из нескольких факторов, а не единственный.
Преобладающие ветры атмосферной циркуляции возникают из-за разницы в давлении на разных широтах и действуют как средство распределения тепловой энергии на планете. Эта разница в давлении возникает из-за разницы в солнечной инсоляции, получаемой на разных широтах, и в результате этого неравномерного нагрева планеты. Чередующиеся пояса высокого и низкого давления развиваются вдоль экватора, двух тропиков , Полярного круга и Южного полярного круга и двух полярных регионов , порождая пассаты , западные ветры и полярные восточные ветры . Однако геофизические факторы, такие как орбита Земли , ее вращение и наклон ее оси, заставляют эти пояса постепенно смещаться на север и юг, следуя сезонным сдвигам Солнца.
Динамическая теория объясняет муссон на основе ежегодных сдвигов в положении глобальных поясов давления и ветров. Согласно этой теории, муссон является результатом смещения зоны внутритропической конвергенции (ITCZ) под влиянием вертикального солнца . Хотя среднее положение ITCZ принимается за экватор, оно смещается на север и юг с миграцией вертикального солнца к тропикам Рака и Козерога в течение лета соответствующих полушарий (Северного и Южного полушария). Таким образом, в течение северного лета (май и июнь) ITCZ перемещается на север вместе с вертикальным солнцем к тропику Рака. ITCZ, как зона самого низкого давления в тропическом регионе, является целевым пунктом назначения для пассатов обоих полушарий. Следовательно, при ITCZ на тропике Рака юго-восточные пассаты Южного полушария должны пересечь экватор, чтобы достичь его. [Примечание 5] Однако из-за эффекта Кориолиса (который заставляет ветры в Северном полушарии поворачивать направо, тогда как ветры в Южном полушарии поворачивают налево) эти юго-восточные пассаты отклоняются на восток в Северном полушарии, трансформируясь в юго-западные пассаты. [Примечание 6] Они собирают влагу, перемещаясь с моря на сушу, и вызывают орографические дожди, как только достигают высокогорий Индийского полуострова. Это приводит к юго-западному муссону.
Динамическая теория объясняет муссон как глобальное погодное явление, а не только локальное. А в сочетании с традиционной теорией (основанной на нагревании моря и суши) она усиливает объяснение различной интенсивности муссонных осадков вдоль прибрежных районов с орографическими барьерами.
Эта теория пытается объяснить возникновение северо-восточных и юго-западных муссонов, а также такие уникальные особенности, как «прорывы» и изменчивость.
Струйные течения представляют собой системы западных ветров в верхних слоях воздуха. Они порождают медленно движущиеся волны в верхних слоях воздуха, с ветрами в 250 узлов в некоторых воздушных потоках. Впервые замеченные пилотами Второй мировой войны, они развиваются чуть ниже тропопаузы над областями с крутым градиентом давления на поверхности. Основными типами являются полярные струйные течения , субтропические западные струйные течения и менее распространенные тропические восточные струйные течения . Они следуют принципу геострофических ветров . [Примечание 7]
Над Индией субтропическое западное струйное течение развивается в зимний сезон и сменяется тропическим восточным струйным течением летом. Высокая температура летом над Тибетским нагорьем , а также над Центральной Азией в целом, как полагают, является критическим фактором, приводящим к формированию тропического восточного струйного течения над Индией.
Механизм, влияющий на муссон, заключается в том, что западная струя вызывает высокое давление над северными частями субконтинента зимой. Это приводит к потоку ветров с севера на юг в форме северо-восточного муссона. Со смещением вертикального солнца на север эта струя также смещается на север. Интенсивная жара над Тибетским нагорьем в сочетании с сопутствующими особенностями рельефа, такими как большая высота плато, создают тропическую восточную струю над центральной Индией. Эта струя создает зону низкого давления над северными индийскими равнинами , влияя на поток ветра в направлении этих равнин и помогая развитию юго-западного муссона [ необходимо разъяснение ] .
«Взрыв» [13] муссона в первую очередь объясняется теорией струйного течения и динамической теорией.
Согласно этой теории, в летние месяцы в Северном полушарии ITCZ смещается на север, притягивая юго-западные муссонные ветры с моря на сушу. Однако огромная масса суши Гималаев ограничивает зону низкого давления самими Гималаями. Только когда Тибетское нагорье нагревается значительно больше, чем Гималаи, ITCZ резко поднимается и быстро смещается на север, что приводит к прорыву муссонных дождей над Индийским субконтинентом. Обратный сдвиг происходит для северо-восточных муссонных ветров, что приводит ко второму, незначительному всплеску осадков над восточным Индийским полуостровом в зимние месяцы Северного полушария.
Согласно этой теории, начало юго-западного муссона обусловлено смещением субтропического западного струйного течения на север от равнин Индии к Тибетскому нагорью. Это смещение обусловлено интенсивным нагреванием плато в летние месяцы. Смещение на север не является медленным и постепенным процессом, как ожидается для большинства изменений в погодных условиях. Считается, что основной причиной является высота Гималаев. По мере нагревания Тибетского нагорья низкое давление, создаваемое над ним, тянет западное струйное течение на север. Из-за высоких Гималаев движение западного струйного течения сдерживается. Но при непрерывном падении давления создается достаточная сила для движения западного струйного течения через Гималаи после значительного периода. Таким образом, смещение струи является внезапным и резким, вызывая прорыв юго-западных муссонных дождей на индийские равнины. Обратное смещение происходит для северо-восточного муссона.
Теория струйных течений также объясняет изменчивость сроков и силы муссонов.
Сроки: Своевременный сдвиг на север субтропического западного струйного течения в начале лета имеет решающее значение для наступления юго-западного муссона над Индией. Если сдвиг задерживается, то и юго-западный муссон задерживается. Ранний сдвиг приводит к раннему муссону.
Сила: Сила юго-западного муссона определяется силой восточного тропического струйного течения над центральной Индией. Сильное восточное тропическое струйное течение приводит к сильному юго-западному муссону над центральной Индией, а слабое струйное течение приводит к слабому муссону.
Эль-Ниньо — это теплое океаническое течение, берущее начало у побережья Перу и заменяющее обычное холодное течение Гумбольдта . Теплая поверхностная вода, движущаяся к побережью Перу с Эль-Ниньо, выталкивается на запад пассатами, тем самым повышая температуру южной части Тихого океана. Обратное состояние известно как Ла-Нинья .
Южное колебание , явление, впервые обнаруженное сэром Гилбертом Уокером , генеральным директором обсерваторий в Индии, относится к качелям атмосферного давления между Таити и Дарвином , Австралия. [28] Уокер заметил, что когда давление было высоким на Таити, оно было низким в Дарвине, и наоборот . [28] Индекс Южного колебания (SOI), основанный на разнице давления между Таити и Дарвином, был сформулирован Бюро метеорологии (Австралия) для измерения силы колебания. [29] Уокер заметил, что количество осадков на индийском субконтиненте часто было незначительным в годы высокого давления над Дарвином (и низкого давления над Таити). И наоборот, низкое давление над Дарвином предвещает хорошее количество осадков в Индии. Таким образом, Уокер установил связь между южным колебанием и количеством муссонных дождей в Индии. [28]
В конечном итоге южное колебание оказалось просто атмосферным компонентом эффекта Эль-Ниньо/Ла-Нинья, который происходит в океане. [28] Поэтому в контексте муссона они оба стали известны как эффект Эль-Ниньо–Южное колебание (ЭНСО). Известно, что этот эффект оказывает выраженное влияние на силу юго-западного муссона над Индией, причем муссон слаб (вызывая засухи) в годы Эль-Ниньо, в то время как годы Ла-Нинья приносят особенно сильные муссоны. [28]
Хотя эффект ENSO был статистически эффективен в объяснении нескольких прошлых засух в Индии, в последние десятилетия его связь с индийским муссоном, по-видимому, ослабла. [30] Например, сильный Эль-Ниньо 1997 года не вызвал засуху в Индии. [28] Однако позже было обнаружено, что, как и ENSO в Тихом океане, в Индийском океане также действует похожая качели-система океан-атмосфера. Эта система была обнаружена в 1999 году и названа Индоокеанским диполем (IOD). Также был сформулирован индекс для ее расчета. IOD развивается в экваториальной области Индийского океана с апреля по май и достигает пика в октябре. [28] При положительном IOD ветры над Индийским океаном дуют с востока на запад. Это делает Аравийское море (западная часть Индийского океана около побережья Африки) намного теплее, а восточную часть Индийского океана вокруг Индонезии холоднее и суше. [28] В годы с отрицательным диполем происходит обратное, делая Индонезию намного теплее и дождливее.
Положительный индекс IOD часто сводит на нет эффект ENSO, что приводит к увеличению муссонных дождей в такие годы, как 1983, 1994 и 1997. [28] Кроме того, два полюса IOD — восточный полюс (вокруг Индонезии) и западный полюс (у побережья Африки) — независимо и кумулятивно влияют на количество муссонных дождей. [28]
Как и в случае с ENSO, позже был обнаружен атмосферный компонент IOD и кумулятивное явление, названное экваториальной осцилляцией Индийского океана (EQUINOO). [28] Когда учитываются эффекты EQUINOO, некоторые невыполненные прогнозы, такие как сильная засуха 2002 года, могут быть дополнительно учтены. [28] Была изучена связь между экстремальными значениями летних муссонных осадков в Индии, а также с ENSO и EQUINOO, [31] , и статистически получены модели для лучшего прогнозирования количества муссонных дождей. [31]
Начиная с 1950-х годов летний муссон в Южной Азии демонстрирует большие изменения, особенно в плане засух и наводнений. [32] Наблюдаемое количество муссонных осадков указывает на постепенное снижение над центральной Индией, с сокращением до 10%. [33] Это в первую очередь связано с ослаблением муссонной циркуляции в результате быстрого потепления в Индийском океане, [34] [35] и изменениями в землепользовании и растительном покрове, [36] в то время как роль аэрозолей остается неуловимой. Поскольку сила муссона частично зависит от разницы температур между океаном и сушей, более высокие температуры океана в Индийском океане ослабили влагонесущие ветры с океана на сушу. Уменьшение количества летних муссонных осадков имеет серьезные последствия для центральной Индии, поскольку по крайней мере 60% сельского хозяйства в этом регионе по-прежнему в значительной степени питается дождем .
Недавняя оценка муссонных изменений показывает, что потепление суши усилилось в период 2002–2014 гг., возможно, возродив силу муссонной циркуляции и осадков. [37] Будущие изменения муссонов будут зависеть от конкуренции между сушей и океаном — от того, какой из них нагревается быстрее другого.
Между тем, в период с 1950 по 2015 год по всей центральной части Индии наблюдалось трехкратное увеличение количества экстремальных ливневых осадков, что привело к устойчивому росту числа внезапных наводнений со значительными социально-экономическими потерями. [38] [39] Распространенные экстремальные ливневые дожди — это такие ливневые дожди, количество которых превышает 150 мм в день и которые распространяются на регион, достаточно большой, чтобы вызвать наводнения.
После Великого голода 1876–1878 годов в Индии предпринимались различные попытки предсказать муссонные дожди. [40] Существует по крайней мере пять моделей прогнозирования. [41]
Центр развития передовых вычислений (CDAC) в Бангалоре содействовал проведению эксперимента по сезонному прогнозированию индийского муссона (SPIM) на суперкомпьютерной системе PARAM Padma. [42] Этот проект включал имитацию прогонов исторических данных с 1985 по 2004 год, чтобы попытаться установить связь пяти моделей общей циркуляции атмосферы с распределением муссонных осадков. [41]
Департамент пытался прогнозировать муссон для Индии с 1884 года [40] и является единственным официальным агентством, которому поручено делать публичные прогнозы о количестве, распределении и времени муссонных дождей. Его положение как единственного органа по муссонам было закреплено в 2005 году [41] Департаментом науки и технологий (DST) в Нью-Дели. В 2003 году IMD существенно изменил свою методологию прогнозирования, модель [43] и администрацию. [44] Шестнадцатипараметрическая модель прогнозирования муссонов, использовавшаяся с 1988 года, была заменена в 2003 году [43]. Однако после засухи 2009 года в Индии (худшей с 1972 года) [45] в 2010 году департамент решил, что ему необходимо разработать «местную модель» [46] для дальнейшего улучшения своих возможностей прогнозирования.
Муссон является основным механизмом доставки пресной воды на Индийский субконтинент. Как таковой, он влияет на окружающую среду (и связанную с ней флору, фауну и экосистемы ), сельское хозяйство, общество, производство гидроэлектроэнергии и географию субконтинента (например, доступность пресной воды в водоемах и уровень подземных вод), причем все эти факторы в совокупности способствуют здоровью экономики затронутых стран.
Муссон превращает большую часть Индии из полупустынь в зеленые луга. Смотрите фотографии, сделанные с разницей в три месяца в Западных Гатах.
Mawsynram и Cherrapunji , оба в индийском штате Мегхалая , поочередно являются самыми влажными местами на Земле, учитывая количество выпадающих осадков, [47] хотя есть и другие города с похожими претензиями. Они получают более 11 000 миллиметров осадков каждый из муссонов.
В Индии, которая исторически имела преимущественно аграрную экономику, сектор услуг недавно обогнал фермерский сектор по вкладу в ВВП . Тем не менее, сельскохозяйственный сектор по-прежнему вносит 17–20% ВВП [48] и является крупнейшим работодателем в стране, при этом около 60% индийцев зависят от него в плане занятости и средств к существованию. [48] Около 49% земель Индии являются сельскохозяйственными; это число возрастает до 55%, если включить связанные с ними водно-болотные угодья , засушливые сельскохозяйственные районы и т. д. Поскольку более половины этих сельскохозяйственных угодий орошаются дождем, муссон имеет решающее значение для достаточности продовольствия и качества жизни.
Несмотря на прогресс в альтернативных формах орошения, зависимость сельского хозяйства от муссонов остается далеко не незначительной. Поэтому сельскохозяйственный календарь Индии управляется муссонами. Любые колебания во временном распределении, пространственном распределении или количестве муссонных дождей могут привести к наводнениям или засухам, в результате чего страдает сельскохозяйственный сектор. Это оказывает каскадное воздействие на вторичные экономические секторы, общую экономику, продовольственную инфляцию и, следовательно, на качество и стоимость жизни населения в целом.
Экономическое значение муссона удачно описано замечанием Пранаба Мукерджи о том, что муссон является «настоящим министром финансов Индии». [4] [5] Хороший муссон приводит к лучшей урожайности в сельском хозяйстве, что снижает цены на основные продовольственные товары и сокращает импорт, тем самым снижая общую инфляцию на продукты питания . [48] Более обильные дожди также приводят к увеличению производства гидроэлектроэнергии. [48] Все эти факторы оказывают положительное волновое воздействие на всю экономику Индии. [48]
Однако недостатком является то, что когда муссонные дожди слабы, урожайность падает, что приводит к росту цен на продовольствие при ограниченном предложении. [49] В результате правительство Индии активно работает с фермерами и метеорологическим департаментом страны для выращивания более засухоустойчивых культур. [49]
Наступление муссона увеличивает активность грибков и бактерий. Множество инфекций, передающихся через комаров, воду и воздух, становятся более распространенными в результате изменения экосистемы. К ним относятся такие заболевания, как лихорадка денге, малярия, холера и простуда. [50]
Д. Суббарао , бывший управляющий Резервного банка Индии , подчеркнул во время ежеквартального обзора денежно-кредитной политики Индии , что жизнь индийцев зависит от эффективности муссона. [51] Его собственные карьерные перспективы, его эмоциональное благополучие и эффективность его денежно-кредитной политики являются «заложниками» муссона, сказал он, как и в случае большинства индийцев. [51] Кроме того, фермеры, оставшиеся без работы из-за отсутствия муссонных дождей, как правило, мигрируют в города. Это переполняет городские трущобы и ухудшает инфраструктуру и устойчивость городской жизни. [52]
В прошлом индийцы обычно воздерживались от путешествий во время муссонов по практическим и религиозным причинам. Но с приходом глобализации такие путешествия набирают популярность. Такие места, как Керала и Западные Гаты, привлекают большое количество туристов, как местных, так и иностранных, во время сезона муссонов. Керала является одним из главных направлений для туристов, интересующихся аюрведическими процедурами и массажной терапией. Одним из основных недостатков путешествий во время муссонов является то, что большинство заповедников дикой природы закрыты. Кроме того, некоторые горные районы, особенно в гималайских регионах, оказываются отрезанными, когда дороги повреждаются оползнями и наводнениями во время сильных дождей. [53]
Муссон является основным носителем пресной воды в этом районе. Полуостровные/Деканские реки Индии в основном питаются дождем и не являются многолетними по своей природе, в первую очередь зависящими от муссонов для водоснабжения. [54] Большинство прибрежных рек Западной Индии также питаются дождем и зависят от муссонов. [54] [55] Таким образом, флора, фауна и целые экосистемы этих районов в значительной степени зависят от муссонов. [ требуется ссылка ]
Определения из Викисловаря
Медиа из Commons
Новости из Викиновостей
Цитаты из Викицитатника
Тексты из Викиресурса
Учебники из Wikibooks
Ресурсы из Викиверситета
