Variabilidade regional e temporal das chuvas das monções do verão indiano em relação à oscilação sul do El Niño

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12643 (2023) Citar este artigo

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As chuvas das monções de verão indiano (ISMR) apresentam uma variabilidade significativa, afetando a segurança alimentar e hídrica do densamente povoado subcontinente indiano. Os dois modos espaciais dominantes da variabilidade ISMR estão associados ao El Niño Oscilação Sul (ENSO) e à força do vale semipermanente das monções, juntamente com a variabilidade relacionada nas depressões das monções, respectivamente. Embora a teleconexão robusta entre ENSO e ISMR esteja bem estabelecida há várias décadas, os principais impulsionadores que levam à relação variável no tempo entre os padrões ENSO e ISMR em diferentes regiões do país não são bem compreendidos. A nossa análise mostra um aumento consistente de uma força de teleconexão moderada a substancialmente forte entre ENSO e ISMR de 1901 a 1940. Esta relação fortalecida permaneceu estável e forte entre 1941 e 1980. No entanto, no período recente de 1981 a 2018 a teleconexão diminuiu consistentemente novamente para uma força moderada. Descobrimos que a relação ENSO-ISMR exibe variabilidade regional distinta com relações que variam no tempo no norte, centro e sul da Índia. Especificamente, a teleconexão apresenta uma relação crescente para o norte da Índia, uma relação decrescente para a Índia central e uma relação consistente para o sul da Índia. As anomalias quentes de TSM sobre o leste do Oceano Pacífico correspondem a uma diminuição geral no ISMR, enquanto as anomalias quentes de TSM sobre o Oceano Índico correspondem a uma diminuição nas chuvas no norte e um aumento no sul da Índia.A região central da Índia experimentou a variação mais substancial na relação ENSO-ISMR. Esta variação corresponde à variabilidade do vale e das depressões das monções, fortemente influenciada pela Oscilação Decadal do Pacífico e pela Oscilação do Atlântico Norte, que regulam a dominância relativa dos dois modos espaciais do ISMR. Ao aplicar a técnica PCA-Biplot, nosso estudo destaca os impactos significativos de vários fatores climáticos nos dois modos espaciais dominantes do ISMR que respondem pela natureza evolutiva da relação ENSO-ISMR.

Todos os anos, o subcontinente indiano recebe cerca de 78% da sua precipitação anual durante a estação das monções do sudoeste, de Junho a Setembro1. As variações interanuais da precipitação das monções de verão indiano (ISMR) são apenas cerca de 9% da sua média, mas têm um impacto socioeconómico significativo2,3, especialmente no setor agrícola, na disponibilidade de água e no PIB do país4,5. Nas escalas de tempo interanuais, o ISMR é afetado por vários fenômenos climáticos acoplados oceano-atmosférico, como o El Niño Oscilação Sul (ENSO), Dipolo do Oceano Índico (IOD), Oscilação Decadal do Pacífico (PDO), Oscilação Meridional do Atlântico (AMO) e Zonal do Atlântico. Modo (AZM)6,7,8,9,10,11,12,13,14. Sendo o ENSO o maior modulador tropical das monções indianas, é também o maior sinal climático interanual nos trópicos15,16. As mudanças na circulação zonal de Walker durante o El Niño causam subsidência anômala sobre a massa de terra indiana, suprimindo assim a circulação das monções e uma subsequente redução nas chuvas no subcontinente indiano17,18. Toda a zona costeira ocidental, zona de monções e regiões orientais são afectadas devido às secas relacionadas com o El Niño.

Geralmente, existem dois principais contribuintes para a variabilidade interanual do ISMR7. Uma delas é a forçante externa, que se origina em resposta à variabilidade e às mudanças climáticas. O segundo é o componente interno devido à atividade intrasazonal manifestada através das fases ativa e de pausa das monções10,19,20. A variabilidade interanual do ISMR ocorre em parte devido ao forçamento externo e em parte devido ao forçamento interno21.

O ISMR apresenta grande variabilidade espacial com excedentes e défices de precipitação em diferentes regiões do subcontinente. A variabilidade interanual do ISMR é mais evidente quando consideramos a variabilidade espacial das chuvas. Mishra et al.22 identificaram dois padrões espaciais principais de variabilidade do ISMR e notaram que esses dois modos do ISMR estão principalmente relacionados ao ENSO e à força do vale semipermanente das monções, respectivamente. Eles observam que a proeminência do vale das monções está intimamente relacionada à frequência das depressões das monções que se formam sobre a Baía de Bengala. Notavelmente, o segundo padrão de ISMR tem uma força decrescente ao longo do último século (1901–2018) devido ao enfraquecimento da circulação das monções e ao declínio do número de depressões das monções23,24,25,26,27. Como resultado, há uma redução nas chuvas nas principais áreas de monções do centro-leste da Índia e na costa oeste da Índia23,24. No entanto, o seu estudo não explora como esta variabilidade e as teleconexões associadas se manifestam regionalmente, em diferentes partes do país e em diferentes períodos de tempo. A força do vale das monções e a frequência da depressão também estão relacionadas às condições de temperatura da superfície do mar (TSM) pós-ENSO. Chowdary et al.28 descobriram que os eventos do El Niño resultam no aquecimento do norte do Oceano Índico durante o verão seguinte. Este aquecimento é impulsionado principalmente pelas interações ar-mar que ocorrem no Oceano Índico tropical. Embora estes estudos sejam úteis para obter conhecimentos gerais sobre a relação ENSO-ISMR, a variabilidade regional e as suas mudanças a longo prazo são menos compreendidas29,30,31,32. Uma vez que o efeito do ENSO não é o mesmo para diferentes regiões do país, compreender a relação regional ENSO-ISMR também é importante para identificar e melhorar as competências de previsão de monções.