Mellemøstlig ørkenstøv på det tibetanske plateau kan påvirke den indiske sommermonsun

For mere end et århundrede siden, Den britiske meteorolog Henry Blanford bemærkede en forbindelse mellem forårets snedække på det tibetanske plateau og Himalaya -bjergkæden og intensiteten af ​​sommermonsunsæsonen i Indien. Hundredvis af undersøgelser har støttet dette forhold, siden Blanford første gang offentliggjorde sin hypotese i 1884, at finde ud af, at mindre snedække ofte korrelerer med en vådere monsun. Men indtil videre, forskere har kæmpet for at forklare, hvorfor denne forbindelse mellem snedække og monsunintensitet eksisterer.

Ny forskning ledet af William Lau, en forsker ved University of Marylands Earth System Science Interdisciplinary Center (ESSIC), giver en plausibel mekanisme til at forklare Blanfords observationer. Overraskende, forklaringen involverer støv transporteret fra ørkenerne i Mellemøsten, mere end tusinde kilometer væk.

Ved hjælp af en kraftfuld NASA-udviklet atmosfærisk model, Lau fandt ud af, at store mængder mørke aerosoler - luftbårne partikler, såsom støv og sod, der absorberer sollys - sætter sig oven på det tibetanske plateau's snepose om foråret, før monsunerne begynder. Disse mørke aerosoler får sneen til at absorbere mere sollys og smelte hurtigere. Modelresultaterne tyder på, at blandt disse mørke aerosoler, vindblæst støv fra Mellemøsten har den mest kraftfulde snedæmpende effekt.

I år med kraftig forårsstøvaflejring, slutresultatet er reduceret snedække over det tibetanske plateau, hvilket fører til varmere temperaturer på jorden og i luften over den. Dette sætter igen gang i en række sammenkoblede feedback -sløjfer, der intensiverer Indiens sommermonsun. Et papir, der beskriver forskningen, medforfatter af Kyu-Myung Kim fra NASAs Goddard Space Flight Center, blev offentliggjort online den 12. november, 2018 i journalen Atmosfære .

"Blanford vidste, at snedække på det tibetanske plateau ikke var det eneste fænomen, der påvirkede monsunen, men han vidste, at det var vigtigt, "Sagde Lau." Forholdet mellem snedække og monsunen er nyttigt nok til, at den indiske meteorologiske afdeling stadig bruger det til at udvikle sin årlige sommermonsunprognose. Ved at tilføje viden om den fysiske mekanisme, der er ansvarlig for dette forhold, vores undersøgelse kan hjælpe med at udvikle mere præcise monsunprognoser. "

Lau og Kim brugte Goddard Earth Observing System Model, Version 5 (GEOS-5) for at simulere 100 års snedække til foråret og dens indflydelse på den årlige sommermonsuncyklus. For at teste effekten af ​​støv, der blæses ind fra Mellemøsten, forskerne kørte de samme simuleringer igen, med en ekstra softwarepakke, der inkorporerer sneformørkende effekter af støv, sod og andre mørke aerosoler deponeret oven på det tibetanske plateau.

Tilføjelse af mørk aerosolaflejring til modellen øgede betydeligt mængden af ​​sollys absorberet af sneen, accelerere smeltehastigheden. Det er fordi, når sneen smelter, det begynder at afsløre den mørkere jord nedenunder, som absorberer endnu mere sollys og intensiverer smeltehastigheden.

Udover at mørke sneen tidligt på sæsonen, støvet forstærkede også den atmosfæriske opvarmning på det tibetanske plateau, hvilket fører til ændringer i vindmønstre, der intensiverer topmonsunen. Især denne serie af feedbacks styrket også de samme vinde, der transporterer støv fra ørkenen i Mellemøsten, bringe mere støv og yderligere forbedre feedback loop.

Ifølge Lau, mange forskere hævder, at kraftige monsunregn skal vaske eventuelle luftbårne støvpartikler fra luften, annullering af støvets atmosfæriske varmeeffekter og lukning af feedback -loop. Men Lau og Kims resultater tyder på, at forstærket vind transporterer nok støv til at overvælde denne udvaskningseffekt, hvilket fører til en nettoophobning af støv på det tibetanske plateau.

Tidspunktet for støvets ankomst var også vigtigt. Lau og Kim fandt den stærkeste effekt i cyklusser, da en stor mængde støv lagde sig på snesækken i april, Maj og juni.

"Hvert år var anderledes i modelresultaterne. Da der kom støv tidligt på sæsonen, det opstillede de indledende betingelser for at ændre monsun -dynamikken, "Sagde Lau." Men i nogle år, sene snestorme i store højder dækkede støvet og lukkede feedback-sløjfen. Det er meget klart, at der er en sammenhæng mellem sne -mørkning af aerosoler - især mellemøstlig ørkenstøv - og den indiske monsun -sæson. "

Lau og Kim erkender behovet for at bevæge sig ud over modeller og undersøge forbindelserne mellem mørke aerosoler, opvarmning og monsuncyklussen ved hjælp af andre metoder og nye observationer. Men de er overbeviste om, at deres resultater-som brugte data fra den virkelige verden til at frø GEOS-5-modellen-kunne hjælpe med at informere monsunforudsigelsesbestræbelser nu.

"Dette kan være ekstremt vigtigt for landbruget. Landmænd skal planlægge omkring monsunperioden for at beslutte, hvornår de skal plante og hvornår de skal høste, "Sagde Lau." For at forstå, hvordan menneskelige påvirkninger som klimaændringer og arealanvendelse påvirker monsunen, vi er nødt til at forstå det grundlæggende-herunder virkningerne af lysabsorberende aerosoler ved at mørke sneen på det tibetanske plateau og til at modulere den asiatiske sommermonsun. Sådanne effekter er så vigtige, at i sidste ende vi skal muligvis omskrive pensum for 'Monsoon 101.' "

Forskningspapiret, "Virkning af sneformørkning ved aflejring af lysabsorberende aerosoler på snedække i Himalaya-tibetanske plateau og indflydelse på den asiatiske sommermonsun:En mulig mekanisme for Blanford-hypotesen, "William Lau, og Kyu-Myong Kim, blev offentliggjort i tidsskriftet Atmosfære den 12. november, 2018.