Diagnóstico, modelación y predicción del Monzón Sur-Asiático y su variabilidad intraestacional

Abstract

El principal objetivo de este trabajo es predecir la variabilidad intraestacional del Monzón sur-Asiático, la cual aparece en registros de precipitación como periodos de activación y desactivación (PAD) asociados con lluvia abundante y reducida sobre la India respectivamente. Con el objetivo de construir un marco de trabajo para la actividad intraestacional, el ciclo anual del Monzón se describe usando tanto datos como resultados de modelación numérica. El modelo utilizado, originalmente propuesto por Webster y Lau (1977), es un modelo simple zonalmente simétrico que incluye la dinámica atmosférica, un océano interactivo, el ciclo hidrológico y un esquema no-interactivo de radiación. Resultados del modelo señalan la importancia de la inclusión de la hidrología en la modelación del Monzón. La variabilidad intraestacional del Monzón se estudia usando datos y resultados de modelación, los cuales son exitosos resolviendo tal variabilidad. Análisis espectral de precipitación muestra la presencia importante de picos espectrales amplios entre 30 y 60 días y entre 10 y 220 días. Ambos modos son dinámicamente diferentes puesto que son generados por mecanismos distintos. El modo de 30 días aparece mas relacionado con la propagación de características atmosféricas asociadas a actividad MJO durante el verano del hemisferio norte. Algunos autores han propuesto que el modo de 10 días se genera por propagación hacia el oeste desde el norte del océano Pacıfico tropical. Estudiando los resultados del modelo, se muestra que la interacción tierra-atmosfera puede generar actividad intraestacional con el periodo controlado principalmente por la máxima cantidad de agua en el suelo la absorción atmosférica de insolación de onda corta. Ambos procesos se muestran como generadores de PAD, y se sugiere que interacción entre ellos puede resultar en cambios interanuales en la variabilidad intraestacional sobre la India. Luego de comprender la física básica de la variabilidad intraestacional, se propone una herramienta de predicción de los PAD monzónicos. La herramienta de predicción combina una metodología sencilla, que permite el no uso de predicciones de las variables predictores, y el análisis espectral en onditas. Los resultados de predicción son satisfactorios para predicciones entre 20 y 30 días por anticipado.

Abstract: The main objective of this work was to forecast the intraseasonal variability of the South-Asian Monsoon, which is evident in precipitation records as break and active periods (BAP), meaning abundant and reduced rainfall respectively. In order to built a framework for the intraseasonal variability, the monsoon annual cycle was described using both data and model results. The model, originally developed by Webster and Lau (1977) is a simple zonally symmetric model which includes the atmosphere, an interactive ocean, the hydrologic cycle and a non-interactive radiation scheme. Results from the model show the importance of the hydrology in modelling the monsoon. The monsoon intraseasonal variability was also studied using data and model results, which were able to resolve some of the intraseasonal variability. Spectral analysis of rainfall shows the presence of important spectral broad peaks between 30 and 60 days and between 10 and 20 days. Both modes are dynamically different because they are generated by different mechanisms. The 30-days mode appears to be more related to northward propagation of atmospheric conditions associated to MJO activity during the Northern Hemisphere summer. Some authors have proposed that the 10-days mode is generated by westward propagation from the north Pacific to the Indian subcontinent. Studying the model, it was also clear that land-atmosphere interactions may generate intraseasonal variability with a period controlled mainly by the water holding capacity and the atmospheric absorptivity in the solar wavelength band. Both processes are proposed here as a BAP generators and may be interaction between them is responsible for the observed interannual changes in the intraseasonal oscillation over India. After understanding the basic physics of the intraseasonal variability, a forecasting tool to predict the monsoon BAPs was proposed. The tool combines a simple methodology that allows forecasting without using predictions for the predictor variables and wavelet spectral analysis. Forecasting results are encouraging showing that depending of the acurracy needed, BAP periods may be predicted 20 to 30 days in advance.