Муссон ( / m ɒ n ˈ s uː n / ) традиционно представляет собой сезонный реверсивный ветер, сопровождающийся соответствующими изменениями количества осадков [1], но в настоящее время используется для описания сезонных изменений атмосферной циркуляции и осадков, связанных с годовыми широтными колебаниями Внутритропической конвергенции . Зона (ITCZ) между ее пределами к северу и югу от экватора. Обычно термин «муссон» используется для обозначения дождливой фазы сезонно меняющегося режима, хотя технически существует также и сухая фаза. Этот термин также иногда используется для описания локально сильных, но кратковременных дождей. [2] [3]
К основным муссонным системам мира относятся западноафриканские, азиатско- австралийские , североамериканские и южноамериканские муссоны.
Этот термин впервые был использован на английском языке в Британской Индии и соседних странах для обозначения сильных сезонных ветров, дующих из Бенгальского залива и Аравийского моря на юго-западе, приносящих в этот район проливные дожди . [4] [5]
Этимология слова «муссон» не совсем ясна. [6] Английский муссон произошел от португальского monção, в конечном итоге от арабского موسم ( mawsim , «сезон»), «возможно, частично через ранний современный голландский муссон ». [7]
Усиление азиатских муссонов связано с поднятием Тибетского нагорья после столкновения Индийского субконтинента и Азии около 50 миллионов лет назад. [8] Благодаря изучению записей из Аравийского моря и пыли, переносимой ветром на Лёссовом плато в Китае, многие геологи полагают, что муссон впервые стал сильным около 8 миллионов лет назад. Совсем недавно исследования окаменелостей растений в Китае и новые долговременные записи отложений из Южно-Китайского моря привели к тому, что сезон дождей начался 15–20 миллионов лет назад и был связан с ранним тибетским поднятием. [9] Проверка этой гипотезы ожидает отбора проб глубокого океана в рамках Комплексной программы океанского бурения . [10] С тех пор сила муссона значительно менялась, что во многом связано с глобальным изменением климата , особенно с циклом плейстоценовых ледниковых периодов. [11] Исследование азиатских муссонных климатических циклов от 123 200 до 121 210 лет назад во время эемского межледниковья предполагает, что они имели среднюю продолжительность около 64 лет, при этом минимальная продолжительность составляла около 50 лет, а максимальная - около 80 лет, аналогично до сегодняшнего дня. [12]
Исследование морского планктона показало, что южноазиатский муссон (SAM) усилился около 5 миллионов лет назад. Затем, во время ледниковых периодов, уровень моря падал, и Индонезийский морской путь закрывался. Когда это произошло, холодные воды Тихого океана не смогли попасть в Индийский океан. Считается, что вызванное этим повышение температуры поверхности моря в Индийском океане увеличило интенсивность муссонов. [13] В 2018 году исследование изменчивости SAM за последний миллион лет показало, что количество осадков, вызванных муссонами, значительно уменьшалось во время ледниковых периодов по сравнению с межледниковыми периодами, такими как сегодняшний день. [14] Индийский летний муссон (ISM) претерпел несколько усилений во время потепления после последнего ледникового максимума, особенно в течение временных интервалов, соответствующих 16 100–14 600 лет назад, 13 600–13 000 лет назад и 12 400–10 400 лет назад, о чем свидетельствуют изменения растительности в Тибетское нагорье демонстрирует увеличение влажности, вызванное усилением ISM. [15] Хотя ISM был относительно слабым на протяжении большей части позднего голоцена, значительное накопление ледников в Гималаях все еще происходило из-за низких температур, принесенных западными ветрами с запада. [16]
В течение среднего миоцена июльская ITCZ, зона максимума осадков, мигрировала на север, увеличивая количество осадков над южным Китаем во время восточноазиатского летнего муссона (EASM), одновременно делая Индокитай более засушливым. [17] Во время глобального похолодания в позднем миоцене (LMCG), с 7,9 по 5,8 миллиона лет назад, восточноазиатский зимний муссон (EAWM) усилился по мере того, как субарктический фронт сместился на юг. [18] Резкая интенсификация EAWM произошла 5,5 миллионов лет назад. [19] EAWM все еще был значительно слабее по сравнению с сегодняшним днем между 4,3 и 3,8 миллионами лет назад, но внезапно стал более интенсивным около 3,8 миллиона лет назад [20], когда растяжение земной коры расширило Цусимский пролив и позволило увеличить приток теплого Цусимского течения в Японское море. [21] Около 3,0 миллионов лет назад EAWM стал более стабильным, ранее он был более изменчивым и непоследовательным, а также еще больше усилился в период глобального похолодания и падения уровня моря. [22] EASM был слабее в холодные периоды ледниковых периодов, таких как последний ледниковый максимум (LGM), и сильнее во время межледниковий и теплых периодов ледниковых периодов. [23] Еще одно событие интенсификации EAWM произошло 2,6 миллиона лет назад, за ним последовало еще одно около 1,0 миллиона лет назад. [19] Во время событий Дансгаарда-Эшгера сила EASM выросла, но было высказано предположение, что ее сила уменьшилась во время событий Генриха . [24] EASM расширил свое влияние глубже во внутренние районы Азии, поскольку уровень моря поднялся после LGM; [25] он также претерпел период интенсификации во время среднего голоцена, около 6000 лет назад, из-за орбитального воздействия, которое стало более интенсивным из-за того, что в то время Сахара была гораздо более растительной и выбрасывала меньше пыли. [26] Этот среднеголоценовый интервал максимального EASM был связан с расширением умеренной лиственной лесостепи и умеренной смешанной лесостепи на севере Китая. [27] Примерно от 5000 до 4500 лет назад сила восточноазиатского муссона начала ослабевать, ослабляясь с этого момента до сегодняшнего дня. [28] Особенно заметное ослабление произошло на ~3000 л.н. [29] Местоположение EASM несколько раз менялось в течение голоцена: сначала он переместился на юг между 12 000 и 8 000 лет назад, затем последовало расширение на север примерно между 8 000 и 4 000 лет назад, а совсем недавно он снова отступил на юг. между 4000 и 0 BP. [30]
Январский ITCZ мигрировал дальше на юг, к своему нынешнему местоположению, в среднем миоцене, усилив летний муссон в Австралии, который ранее был более слабым. [17]
Пять эпизодов в течение четвертичного периода : 2,22 млн лет назад ( [ необходимо уточнение ] PL-1), 1,83 млн лет назад (PL-2), 0,68 млн лет назад (PL-3), 0,45 млн лет назад (PL-4) и 0,04 млн лет назад (PL-5) были идентифицировано, что показало ослабление течения Лювина (LC). Ослабление LC окажет влияние на поле температуры поверхности моря (SST) в Индийском океане, поскольку индонезийский поток обычно нагревает Индийский океан. Таким образом, эти пять интервалов, вероятно, могли быть интервалами значительного снижения ТПМ в Индийском океане и повлияли бы на интенсивность индийских муссонов. Во время слабого LC существует возможность снижения интенсивности индийского зимнего муссона и сильного летнего муссона из-за изменения диполя Индийского океана из-за уменьшения чистого поступления тепла в Индийский океан через индонезийский сквозной поток. Таким образом, лучшее понимание возможных связей между Эль-Ниньо , теплым бассейном западной части Тихого океана, индонезийским сквозным потоком, характером ветров у западной Австралии, а также расширением и сжатием объема льда может быть получено путем изучения поведения LC в течение четвертичного периода на близких стратиграфических интервалах. [31]
Известно, что южноамериканский летний муссон (SASM) ослаб во время событий Дансгаарда-Эшгера. Было высказано предположение, что SASM был усовершенствован во время событий Генриха. [24]
Когда-то муссоны считались крупномасштабным морским бризом [32], вызванным более высокой температурой над сушей, чем в океане. Это больше не считается причиной, и муссон теперь считается явлением планетарного масштаба, связанным с ежегодной миграцией внутритропической зоны конвергенции между ее северными и южными пределами. Границы ITCZ варьируются в зависимости от контраста нагрева суши и моря, и считается, что на северную протяженность муссонов в Южной Азии влияет высокое Тибетское нагорье. [33] [34] Этот температурный дисбаланс возникает потому, что океаны и суша по-разному поглощают тепло. Над океанами температура воздуха остается относительно стабильной по двум причинам: вода имеет относительно высокую теплоемкость (от 3,9 до 4,2 Дж г -1 К -1 ) [35] и потому, что как проводимость , так и конвекция уравновешивают горячую или холодную поверхность с более глубокая вода (до 50 метров). Напротив, грязь, песок и камни имеют меньшую теплоемкость (от 0,19 до 0,35 Дж г -1 К -1 ) [36] и могут передавать тепло в землю только за счет проводимости, а не конвекции. Таким образом, температура водоемов остается более равномерной, а температура суши более изменчива.
В теплые месяцы солнечный свет нагревает поверхность суши и океанов, но температура суши повышается быстрее. По мере того как поверхность земли становится теплее, воздух над ней расширяется и образуется область низкого давления . Между тем океан остается при более низкой температуре, чем суша, а воздух над ним сохраняет более высокое давление. Эта разница в давлении заставляет морские бризы дуть с океана на сушу, принося влажный воздух внутрь страны. Этот влажный воздух поднимается на большую высоту над сушей, а затем течет обратно к океану (завершая таким образом цикл). Однако, когда воздух поднимается и еще находится над землей, воздух охлаждается . Это снижает способность воздуха удерживать воду , и это вызывает осадки над землей. Вот почему летние муссоны вызывают такое большое количество дождей на суше.
В холодные месяцы цикл обратный. Тогда земля остывает быстрее, чем океаны, и воздух над сушей имеет более высокое давление, чем воздух над океаном. Это заставляет воздух над сушей течь в океан. Когда влажный воздух поднимается над океаном, он охлаждается, и это вызывает выпадение осадков над океанами. (Затем прохладный воздух течет к земле, завершая цикл.)
Большинство летних муссонов имеют преобладающую западную составляющую и сильную тенденцию к восхождению, вызывая обильные дожди (из-за конденсации водяного пара в восходящем воздухе). Однако интенсивность и продолжительность из года в год неодинаковы. Зимние муссоны, напротив, имеют преобладающий восточный компонент и сильную тенденцию к расхождению, затуханию и возникновению засухи. [37]
Подобные осадки возникают, когда влажный океанский воздух поднимается вверх горами, [38] при нагревании поверхности, [39] при сближении на поверхности, [40] при расхождении наверху или в результате штормовых потоков на поверхности. [41] Однако при подъеме воздух охлаждается из-за расширения при более низком давлении, что приводит к конденсации .
Муссоны в западной части Африки к югу от Сахары являются результатом сезонных сдвигов внутритропической зоны конвергенции и больших сезонных различий температуры и влажности между Сахарой и экваториальной частью Атлантического океана. [46] ITCZ мигрирует на север от экваториальной Атлантики в феврале, достигает Западной Африки 22 июня или около того, а затем возвращается на юг к октябрю. [43] Сухие северо-восточные пассаты и их более экстремальная форма, харматтан , прерываются северным сдвигом ITCZ и , как следствие, южными дождевыми ветрами в течение лета. Большая часть осадков в полузасушливых Сахеле и Судане зависит от этой модели.
Североамериканский муссон ( NAM ) наблюдается с конца июня или начала июля по сентябрь, зарождается над Мексикой и к середине июля распространяется на юго-запад США. Он затрагивает Мексику вдоль Западной Сьерра-Мадре , а также Аризону , Нью-Мексико , Неваду , Юту , Колорадо , Западный Техас и Калифорнию . Он простирается на запад до полуостровных хребтов и поперечных хребтов Южной Калифорнии, но редко достигает прибрежной полосы (стена пустынных гроз всего в получасе езды — обычное летнее зрелище с солнечного неба вдоль побережья во время муссонов). ). Североамериканский муссон известен многим как Летний , Юго -западный , Мексиканский или Аризонский муссон. [47] [48] Его также иногда называют пустынным муссоном, поскольку большую часть пострадавшей территории составляют пустыни Мохаве и Сонора . Однако остается спорным вопрос о том, следует ли считать погодные условия Северной и Южной Америки с неполным изменением направления ветра истинными муссонами. [49] [50]
Азиатские муссоны можно разделить на несколько подсистем, таких как Индийский субконтинентальный муссон, который влияет на Индийский субконтинент и прилегающие регионы, включая Непал, и восточноазиатский муссон, который влияет на южный Китай, Тайвань , Корею и некоторые части Японии.
Юго-западные летние муссоны наблюдаются с июня по сентябрь. Пустыня Тар и прилегающие районы северного и центрального Индийского субконтинента значительно нагреваются жарким летом. Это вызывает область низкого давления над северным и центральным Индийским субконтинентом. Чтобы заполнить эту пустоту, на субконтинент устремляются влажные ветры из Индийского океана. Эти богатые влагой ветры тянутся к Гималаям . Гималаи действуют как высокая стена, не позволяя ветрам проникать в Среднюю Азию и заставляя их подниматься. По мере подъема облаков их температура падает, и выпадают осадки . В некоторых районах субконтинента ежегодно выпадает до 10 000 мм (390 дюймов) дождя.
Обычно ожидается, что юго-западный муссон начнется примерно в начале июня и исчезнет к концу сентября. Влажные ветры по достижении самой южной точки Индийского полуострова в силу его топографии разделяются на две части: рукав Аравийского моря и рукав Бенгальского залива .
Ветвь юго-западного муссона в Аравийском море сначала достигает Западных Гат прибрежного штата Керала , Индия, таким образом делая этот район первым штатом в Индии, который получает дождь от юго-западного муссона. Эта ветвь муссона движется на север вдоль Западных Гат ( Конкан и Гоа ) с осадками на прибрежных территориях, к западу от Западных Гат. Восточные районы Западных Гат не получают большого количества дождя из-за этого муссона, поскольку ветер не пересекает Западные Гаты.
Ветвь юго-западного муссона в Бенгальском заливе течет через Бенгальский залив, направляясь к северо-востоку Индии и Бенгалии , собирая больше влаги из Бенгальского залива. Ветры достигают Восточных Гималаев с обильными дождями. Маусинрам , расположенный на южных склонах холмов Кхаси в Мегхалае , Индия, является одним из самых влажных мест на Земле. После прибытия в Восточные Гималаи ветры поворачивают на запад, путешествуя по Индо-Гангской равнине со скоростью примерно 1–2 недели на штат, [51] все время проливая дождь. 1 июня считается датой начала муссона в Индии, о чем свидетельствует приход муссона в самый южный штат Керала.
На долю муссонов приходится почти 80% осадков в Индии. [52] [53] Индийское сельское хозяйство (на долю которого приходится 25% ВВП и в котором занято 70% населения) сильно зависит от дождей, поскольку выращиваются такие культуры, как хлопок , рис , семена масличных культур и кормовые зерна. Задержка прихода муссонов на несколько дней может плохо повлиять на экономику, о чем свидетельствуют многочисленные засухи в Индии в 1990-е годы.
Муссон широко приветствуется и ценится горожанами, поскольку он помогает избавиться от пика летней жары в июне. [54] Однако каждый год дороги подвергаются разрушению. Часто дома и улицы затоплены, а трущобы затоплены, несмотря на дренажные системы. Отсутствие городской инфраструктуры в сочетании с изменением климата приводит к серьезным экономическим потерям, включая материальный ущерб и человеческие жертвы, о чем свидетельствует наводнение в Мумбаи в 2005 году, которое остановило город. Бангладеш и некоторые регионы Индии, такие как Ассам и Западная Бенгалия , также часто страдают от сильных наводнений в этом сезоне. Недавно районы Индии, которые раньше получали скудные осадки в течение года, такие как пустыня Тар , неожиданно оказались подвержены наводнениям из-за продолжительного сезона муссонов.
Влияние юго-западного муссона ощущается даже на севере, в китайском Синьцзяне . Подсчитано, что около 70% всех осадков в центральной части Тянь- Шаня выпадает в течение трех летних месяцев, когда регион находится под влиянием муссонов; около 70% из них имеет непосредственно «циклоническое» (т.е. вызванное муссонами) происхождение (в отличие от « локальной конвекции »). [55] Последствия также распространяются на запад, в Средиземноморье, где, однако, воздействие муссонов должно вызвать засуху через механизм Родвелла-Хоскинса . [56]
_Agriculture_and_rural_farms_of_India.jpg/1280px-(1)_Agriculture_and_rural_farms_of_India.jpg)
Примерно в сентябре, когда солнце отступает на юг, северная часть Индийского субконтинента начинает быстро остывать, и давление воздуха над северной Индией начинает расти. Индийский океан и окружающая его атмосфера все еще сохраняют тепло, заставляя холодный ветер дуть с Гималаев и Индо -Гангской равнины к обширным пространствам Индийского океана к югу от полуострова Декан . Это явление известно как северо-восточный муссон или отступающий муссон.
На пути к Индийскому океану холодный сухой ветер подхватывает немного влаги из Бенгальского залива и разливает ее по полуострову Индии и некоторым частям Шри-Ланки . Такие города, как Ченнаи , которые получают меньше дождя из-за юго-западного муссона, получают дождь из этого муссона. От 50% до 60% осадков, получаемых штатом Тамил Наду, приходится на северо-восточный муссон. [57] В Южной Азии северо-восточные муссоны наблюдаются с октября по декабрь, когда приземная система высокого давления является самой сильной. [58] Реактивное течение в этом регионе разделяется на южную субтропическую струю и полярную струю. Субтропический поток направляет северо-восточные ветры на юг Азии, создавая потоки сухого воздуха , которые обеспечивают чистое небо над Индией. Тем временем над Юго-Восточной Азией и Австралазией развивается система низкого давления, известная как муссонная впадина, и ветры направлены в сторону Австралии. На Филиппинах северо-восточный муссон называется Амихан . [59]
Восточноазиатский муссон затрагивает большую часть Индокитая , Филиппин , Китая, Тайваня , Кореи, Японии и Сибири . Для него характерен теплый дождливый летний муссон и холодный и сухой зимний муссон. Дожди идут в виде концентрированного пояса, который простирается с востока на запад, за исключением Восточного Китая, где он наклонен с востока на северо-восток над Кореей и Японией. Сезонный дождь известен как Мэйю в Китае, Чангма в Корее и Бай-у в Японии, причем два последних напоминают фронтальный дождь.
Наступление летнего муссона отмечено периодом предмуссонных дождей над Южным Китаем и Тайванем в начале мая. С мая по август летний муссон сменяет серию засушливых и дождливых фаз по мере продвижения пояса дождей на север, начиная с Индокитая и Южно-Китайского моря (май), к бассейну реки Янцзы и Японии (июнь) и, наконец, к северу. Китай и Корея (июль). Когда в августе сезон дождей заканчивается, дождевой пояс перемещается обратно в южный Китай.
Сезон дождей длится с сентября по февраль и является основным источником энергии для циркуляции Хэдли во время бореальной зимы. Это связано с развитием Сибирского антициклона и перемещением максимумов нагрева из Северного полушария в Южное. Северо-восточные ветры дуют по Юго-Восточной Азии, но в зависимости от топографии Борнео они поворачиваются на северо-запад/запад в сторону Австралии. Это образует над Борнео циклонический циркуляционный вихрь, который вместе с нисходящими холодными порывами зимнего воздуха из более высоких широт вызывает значительные погодные явления в регионе. Примерами являются образование редкого низкоширотного тропического шторма в 2001 году, тропического шторма Вамей и разрушительного наводнения в Джакарте в 2007 году.
Начало муссона над Австралией, как правило, следует за максимумами нагревания вниз по Вьетнаму и Малайскому полуострову (сентябрь), на Суматру , Борнео и Филиппины (октябрь), на Яву , Сулавеси (ноябрь), Ириан-Джая и северную Австралию (декабрь, январь). Однако муссон — это не простая реакция на потепление, а более сложное взаимодействие топографии, ветра и моря, о чем свидетельствует его резкий, а не постепенный уход из региона. Австралийский муссон («Влажный») возникает южным летом, когда над Северной Австралией развивается муссонная впадина . В это время выпадает более трех четвертей годового количества осадков в Северной Австралии.
Европейский муссон (более известный как возвращение западных ветров ) является результатом возрождения западных ветров с Атлантики, где они становятся усиленными ветром и дождем. [60] Эти западные ветры являются обычным явлением во время европейской зимы, но они ослабевают по мере приближения весны в конце марта, а также в апреле и мае. В июне ветры снова усиливаются, поэтому это явление еще называют «возвращением западных ветров». [61]
Дождь обычно идет двумя волнами: в начале июня и снова в середине-конце июня. Европейский муссон не является муссоном в традиционном смысле, поскольку он не отвечает всем требованиям, позволяющим его классифицировать как таковой. Вместо этого возвращение западных ветров больше рассматривается как конвейер, который доставляет ряд центров низкого давления в Западную Европу, где они создают неустойчивую погоду. Эти штормы обычно сопровождаются температурой значительно ниже средней, сильным дождем или градом, громом и сильным ветром. [62]
Возвращение западных ветров затронет побережье Северной Атлантики Европы, точнее, Ирландию, Великобританию, страны Бенилюкса , западную Германию, северную Францию и некоторые части Скандинавии.
Хотя в североамериканском муссонном регионе сезонно выпадают выраженные осадки, он отличается от настоящего муссона, который характеризуется отчетливой сезонной сменой преобладающих приземных ветров. В [Северной Америке] такой ситуации не происходит.
