Индийский муссон: концепция критических элементов, прогноз начала и завершения

Индийский муссон — важный элемент климатической системы Земли. Причины возникновения муссона связывают с двумя основными факторами: локальные сезонные изменения атмосферной циркуляции, вызванные асимметричным нагревом суши и моря, и глобальное сезонное перемещение внутритропической зоны конвергенции.
Характерной чертой муссона является внезапность начала и завершения, даты которых могут варьироваться от года к году в течение месяца. Поэтому прогноз муссона представляет собой весьма сложную научную проблему. Долгосрочный прогноз муссона крайне важен для Индии, 70 % населения которой заняты в сельскохозяйственном производстве, которое чрезвычайно зависит от сезона дождей.
Представлен новый подход к исследованию явления муссона, основанный на теории критических переходов. Показано, что в пространственной организации муссона существуют такие регионы, в которых критические условия для его возникновения зарождаются раньше, чем в других. Эти регионы являются системообразующими элементами системы муссона. Локализация критических элементов обусловлена формой внутритропической зоны конвергенции и орографией Индостана. Таким образом, концепция критических элементов объединяет два различных описания явления муссона, основанных на глобальных и локальных причинах.
Полученный результат положен в основу нового метода прогноза муссона, в котором сравнительный анализ данных внутри областей критического поведения позволяет определять даты наступления и завершения муссона в центральной части Индии. В настоящее время официальный прогноз муссона осуществляется только для южной оконечности Индостана за 15 дней до средней даты начала муссона, а завершение муссона вообще не прогнозируется. Предложенный метод имеет ряд преимуществ по сравнению с существующими подходами: позволяет осуществлять долгосрочный прогноз начала муссона (за 40 дней) и завершение муссона (за 70 дней), впервые прогноз осуществляется для региона, расположенного в центральной части Индии [1, 2].
Предложенный подход прогноза основан на анализе данных, когда модель процесса недостаточно развита для прогноза или ещё не существует. Подход не ограничивается приложением к Индийскому муссону, а может быть применён для прогнозов других физических систем, в которых происходит внезапный критический переход.
Исследование финансируется BMU в рамках проекта EPICC, грант 18_II_149_Global_A_Risikovorhersage.