Variabilità regionale e temporale delle precipitazioni monsoniche estive indiane in relazione all'oscillazione meridionale di El Niño

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12643 (2023) Citare questo articolo

2112 Accessi

58 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

Le precipitazioni monsoniche estive indiane (ISMR) mostrano una variabilità significativa, influenzando la sicurezza alimentare e idrica del subcontinente indiano densamente popolato. Le due modalità spaziali dominanti della variabilità ISMR sono associate rispettivamente all'oscillazione meridionale di El Niño (ENSO) e alla forza della depressione monsonica semipermanente insieme alla relativa variabilità nelle depressioni monsoniche. Sebbene la solida teleconnessione tra ENSO e ISMR sia consolidata da diversi decenni, i principali fattori che portano alla relazione variabile nel tempo tra i modelli ENSO e ISMR nelle diverse regioni del paese non sono ben compresi. La nostra analisi mostra un aumento costante da una forza di teleconnessione da moderata a sostanzialmente forte tra ENSO e ISMR dal 1901 al 1940. Questa relazione rafforzata è rimasta stabile e forte tra il 1941 e il 1980. Tuttavia, nel recente periodo dal 1981 al 2018 la teleconnessione è nuovamente diminuita costantemente ad una forza moderata. Troviamo che la relazione ENSO-ISMR mostra una distinta variabilità regionale con una relazione che varia nel tempo nell’India settentrionale, centrale e meridionale. Nello specifico, la teleconnessione mostra un rapporto crescente per l'India settentrionale, un rapporto decrescente per l'India centrale e un rapporto costante per l'India meridionale. Le calde anomalie delle SST sull’Oceano Pacifico orientale corrispondono a una diminuzione complessiva dell’ISMR, mentre le calde anomalie delle SST sull’Oceano Indiano corrispondono a una diminuzione delle precipitazioni nel nord e ad un aumento nel sud dell’India.La regione dell'India centrale ha sperimentato la variazione più sostanziale nella relazione ENSO-ISMR. Questa variazione corrisponde alla variabilità della depressione e delle depressioni monsoniche, fortemente influenzate dall'oscillazione decennale del Pacifico e dall'oscillazione del Nord Atlantico, che regolano la dominanza relativa delle due modalità spaziali dell'ISMR. Applicando la tecnica PCA-Biplot, il nostro studio evidenzia gli impatti significativi di vari fattori climatici sulle due modalità spaziali dominanti dell’ISMR che rappresentano la natura in evoluzione della relazione ENSO-ISMR.

Ogni anno, il subcontinente indiano riceve circa il 78% delle precipitazioni annuali durante la stagione dei monsoni di sud-ovest, da giugno a settembre1. Le variazioni interannuali delle precipitazioni monsoniche estive indiane (ISMR) sono solo circa il 9% della media, ma hanno un impatto socioeconomico significativo2,3, in particolare sul settore agricolo, sulla disponibilità di acqua e sul PIL del paese4,5. Su scale temporali interannuali, l'ISMR è influenzato da diversi fenomeni climatici accoppiati oceano-atmosfera come l'oscillazione meridionale di El Niño (ENSO), il dipolo dell'Oceano Indiano (IOD), l'oscillazione decennale del Pacifico (PDO), l'oscillazione meridionale atlantica (AMO) e l'oscillazione zonale atlantica. Modalità (AZM)6,7,8,9,10,11,12,13,14. L'ENSO, essendo il più grande modulatore tropicale del monsone indiano, è anche il più grande segnale climatico interannuale nei tropici15,16. I cambiamenti nella circolazione zonale dei Walker durante El Niño causano una subsidenza anomala sul territorio indiano, sopprimendo così la circolazione dei monsoni e una conseguente riduzione delle precipitazioni sul subcontinente indiano17,18. L’intera fascia costiera occidentale, la zona monsonica e le regioni orientali sono colpite dalla siccità legata al fenomeno El Niño.

In generale, ci sono due principali fattori che contribuiscono alla variabilità interannuale dell’ISMR7. Una è la forzante esterna, che ha origine in risposta alla variabilità e al cambiamento climatico. La seconda è la componente interna dovuta all'attività intrastagionale che si manifesta attraverso le fasi attiva e di pausa del monsone10,19,20. La variabilità interannuale dell’ISMR si verifica in parte a causa di forzanti esterne e in parte a causa di forzanti interne21.

L'ISMR mostra un'ampia variabilità spaziale con precipitazioni in eccesso e in deficit su diverse regioni del subcontinente. La variabilità interannuale dell’ISMR è più evidente se consideriamo la variabilità spaziale delle precipitazioni. Mishra et al.22 hanno identificato due principali modelli spaziali di variabilità ISMR e hanno notato che queste due modalità ISMR sono principalmente correlate rispettivamente all'ENSO e alla forza della depressione monsonica semipermanente. Notano che l’importanza della depressione monsonica è strettamente correlata alla frequenza delle depressioni monsoniche che si formano sul Golfo del Bengala. In particolare, il secondo modello di ISMR ha avuto una forza in declino nel corso dell’ultimo secolo (1901-2018) a causa dell’indebolimento della circolazione dei monsoni e della diminuzione del numero di depressioni monsoniche23,24,25,26,27. Di conseguenza, si verifica una riduzione delle precipitazioni nelle principali aree monsoniche dell’India centro-orientale e sulla costa occidentale dell’India23,24. Tuttavia, il loro studio non esplora il modo in cui questa variabilità e le relative teleconnessioni si manifestano a livello regionale, in diverse parti del Paese e per periodi di tempo diversi. La forza della depressione monsonica e la frequenza della depressione sono anche legate alle condizioni della temperatura superficiale del mare (SST) post-ENSO. Chowdary et al.28 hanno scoperto che gli eventi di El Niño provocano il riscaldamento dell'Oceano Indiano settentrionale durante l'estate successiva. Questo riscaldamento è principalmente causato dalle interazioni aria-mare che si verificano nell’Oceano Indiano tropicale. Sebbene questi studi siano utili per ottenere informazioni generali sulla relazione ENSO-ISMR, la variabilità regionale e i suoi cambiamenti a lungo termine sono meno compresi29,30,31,32. Poiché l’effetto dell’ENSO non è lo stesso per le diverse regioni del paese, comprendere la relazione regionale ENSO-ISMR è importante per identificare e migliorare anche le capacità di previsione dei monsoni.