Modelsimuleringseksperimenter giver forskere en klarere forståelse af faktorer, der påvirker monsunens adfærd

Monsuner kan have en betydelig indvirkning på menneskelige befolkninger over hele verden, medfører kraftig nedbør i forbindelse med oversvømmelser, og mudderskred, der kan skade afgrøder og udgøre en sundheds- og sikkerhedsrisiko. I lande som Indien, monsuner er også en vigtig kilde til vand, der er nødvendig for dyrkning af afgrøder. At være i stand til nøjagtigt at forudsige monsuner, samt forudsige klimaændringer, der driver disse begivenheder, er til stor gavn for menneskeheden. Det kan hjælpe lokalsamfund til bedre at forberede og planlægge, hvilket igen kan forbedre sikkerheden og reducere økonomiske tab. Et team af forskere fra det kinesiske videnskabsakademi har udført en række modelforstyrrelseseksperimenter, producere datasæt, der kan hjælpe med at forbedre disse forudsigelser.

Modeldesignet, eksperimenter og datasæt fra simuleringerne er beskrevet i et databeskrivelsespapir for nylig offentliggjort den 10. december, 2019 i Fremskridt inden for atmosfæriske videnskaber .

En monsun er en sæsonbestemt ændring i atmosfærisk cirkulation eller fremherskende vindretning, der er forbundet med tilsvarende ændringer i nedbør som følge af ujævn opvarmning af hav- og landoverflader. Monsuner blæser fra kolde områder til varme områder, og er ansvarlige for våde og tørre årstider i troperne. Imidlertid, fordi eksterne faktorer såsom placeringen af ​​landmasser og oceaner kan påvirke regionale vind- og nedbørsmønstre, monsunernes egenskaber og adfærd varierer fra region til region. Den sydasiatiske monsun, for eksempel, er særlig stærk, da Himalaya og det tibetansk-iranske plateau forhindrer, at tør luft fra nord strømmer til den fugtige monsunregion i Indien og det sydlige Asien.

Det kinesiske videnskabsakademi (CAS) Flexible Global Ocean-Atmosphere-Land System (FGOALS-f3-L) modeldatasæt udarbejdet til sjette fase af Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6) Global Monsoons Model Intercomparison Project (GMMIP) giver en værdifuld værktøj til at vurdere havoverfladetemperaturtendenser og dens indflydelse på monsunens cirkulation og nedbørsmønstre, samtidig med at det giver en klarere forståelse af, hvordan topografi kan påvirke det globale monsunsystem, når det passerer over landskaber med store højder.

"Disse datasæt er nyttige, især til at forstå ændringerne af sub-sæsonmæssige klimasignaler tvunget af det tibetansk-iranske plateau, " sagde hovedforfatter, Bian han, en forsker ved State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics (LASG), Institut for Atmosfærisk Fysik (IAP), Chinese Academy of Sciences (CAS), og College of Earth and Planetary Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, i Beijing, Kina.

Det globale monsunsystem består af flere submonsunsystemer, inklusive de asiatiske, Australsk, nordlige og sydlige afrikanske, Nordamerikanske og sydamerikanske monsuner, hver med deres egne unikke karakteristika og adfærd i forhold til hvornår og hvor de forekommer. Disse forskelle har vist sig udfordrende for nuværende klimamodeller, primært fordi vi endnu ikke fuldt ud forstår de komplekse atmosfære-hav-land-interaktioner, der driver monsunsystemer, som igen er påvirket af ydre kræfter og indre variabiliteter.

Topografi kan påvirke vejret, for eksempel, ved at tvinge luft opad, hvilket kan forårsage forstyrrelser i vejrsystemet. Når luften stiger, ændringer i tryk og temperatur kan resultere i nedbør - et fænomen kendt som den orografiske effekt eller orografisk nedbør. Mens det er anerkendt, at topografi kan påvirke monsuner, der er stadig megen debat om den direkte indvirkning, som det globale højland har på monsuncirkulationen og nedbøren.

"Vi leverede tre ensemblesimuleringer af langsigtede ændringer af den globale monsun under observeret havoverfladetemperatur (SST) og havis for at reducere usikkerheden fra den indledende metode, " forklarede han, "Vi leverede også højtidsfrekvens-output i GMMIP Tier-3-eksperimenter for bedre at forstå det tibetanske plateaus rolle i det globale monsunsystem ved forbigående processer."

Dette er et af to artikler, forfatterne har bidraget med til IPCC CMIP6 verdens klimaforskningsprogram. Det ledsagende papir beskriver output fra det kinesiske videnskabsakademis (CAS) Flexible Global Ocean-Atmosphere-Land System (FGOALS-f3-L) model for basislinjeeksperimentet af Atmospheric Model Intercomparison Project-simuleringen i diagnostik, Evaluering og karakterisering af Klima fælles eksperimenter i fase 6 af Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6).

"Vores næste skridt er at overveje luft-sø-interaktioner i simuleringen, da dette også er en vigtig faktor i forståelsen af ​​globale monsuner og tilhørende topografiske effekter, " sagde han. "Vores ultimative mål er at forbedre modelsimuleringer af monsunadfærd for mere præcist at kunne forudsige monsuner."