Ogni estate, un cambiamento climatico porta vento e pioggia persistenti in gran parte del sud-est asiatico, sotto forma di monsone stagionale. Si ritiene che la causa generale del monsone sia una crescente differenza di temperatura tra la terra che si sta riscaldando e l'oceano relativamente freddo. Ma per la maggior parte, la forza e il tempismo del monsone, da cui dipendono milioni di agricoltori ogni anno, è incredibilmente difficile da prevedere.

Ora gli scienziati del MIT hanno scoperto che un'interazione tra i venti atmosferici e le acque oceaniche a sud dell'India ha una grande influenza sulla forza e sui tempi del monsone dell'Asia meridionale.

I loro risultati, pubblicato oggi su Giornale del clima , mostrano che mentre il sole estivo riscalda il subcontinente indiano, solleva anche forti venti che spazzano l'Oceano Indiano e la massa di terra dell'Asia meridionale. Mentre questi venti spingono verso nord, spingono anche le acque oceaniche verso sud, proprio come un corridore che spinge contro la cintura di un tapis roulant. I ricercatori hanno scoperto che queste acque che scorrono a sud agiscono per trasportare il calore insieme a loro, raffreddando l'oceano e di fatto aumentando il gradiente di temperatura tra terra e mare.

Dicono che questo meccanismo di trasporto del calore oceanico potrebbe essere una nuova manopola nel controllo del monsone stagionale dell'Asia meridionale, così come altri sistemi monsonici in tutto il mondo.

"Quello che troviamo è, la risposta dell'oceano gioca un ruolo enorme nel modulare l'intensità del monsone, "dice John Marshall, il Cecil e Ida Green Professore di Oceanografia al MIT. "Comprendere la risposta dell'oceano è fondamentale per prevedere il monsone".

I coautori di Marshall sull'articolo sono l'autore principale Nicholas Lutsko, un postdoc presso il Dipartimento della Terra del MIT, Atmosferico, e Scienze Planetarie, e Brian Green, un ex studente laureato nel gruppo di Marshall che ora è all'Università di Washington.

Umidità e spostamenti

Gli scienziati si sono tradizionalmente concentrati sull'Himalaya come influenza chiave del monsone dell'Asia meridionale. Si pensa che il massiccio crinale montuoso funga da barriera contro i venti freddi che soffiano da nord, isolando il subcontinente indiano in un caldo bozzolo e aumentando la differenza di temperatura estiva tra la terra e l'oceano.

"Prima, la gente pensava che l'Himalaya fosse necessario per avere un sistema monsonico, " dice Lutsko. "Quando le persone si liberavano di loro nelle simulazioni, non c'era il monsone. Ma questi modelli sono stati eseguiti senza un oceano".

Lutsko e Marshall sospettavano che se avessero sviluppato un modello del monsone che includesse le dinamiche dell'oceano, questi effetti diminuirebbero l'intensità del monsone. La loro impressione si basava su un lavoro precedente in cui Marshall e i suoi colleghi avevano scoperto che la circolazione oceanica guidata dal vento riduceva al minimo gli spostamenti nella zona di convergenza intertropicale, o ITCZ, una fascia atmosferica vicino all'equatore che tipicamente produce temporali drammatici su vaste aree. È noto che questa vasta zona di turbolenza atmosferica si sposta stagionalmente tra gli emisferi settentrionale e meridionale, e Marshall ha scoperto che l'oceano gioca un ruolo nel mettere insieme questi cambiamenti.

"Basato sull'idea dell'oceano che smorza gli spostamenti dell'ITCZ, pensavamo che l'oceano avrebbe anche smorzato il monsone, "Dice Marshall. "Ma si scopre che in realtà rafforza il monsone."

Vedere oltre una montagna

I ricercatori sono giunti a questa conclusione inaspettata dopo aver elaborato una semplice simulazione di un sistema monsonico, a partire da un modello numerico che simula la fisica di base dell'atmosfera su un "pianeta acquatico", un mondo interamente ricoperto da un oceano. La squadra ha aggiunto un solido, massa rettangolare all'oceano per rappresentare una semplice massa terrestre. Hanno quindi variato la quantità di luce solare sul pianeta simulato, per imitare i cicli stagionali dell'insolazione, o la luce del sole, e ha anche simulato i venti e le piogge che risultano da questi cambiamenti stagionali di temperatura.

Hanno effettuato queste simulazioni in diversi scenari, compreso uno in cui l'oceano era statico e immobile, e un altro in cui l'oceano poteva circolare e rispondere ai venti atmosferici. Hanno osservato che i venti che soffiavano verso la terra spingevano le acque oceaniche a fluire nella direzione opposta, portando via il calore dalle acque più vicine alla terraferma. Questa interazione vento/oceano ha avuto un effetto significativo su qualsiasi monsone che si è formato sulla terraferma:più forte è questa interazione, o accoppiamento tra venti e oceano, maggiore è la differenza di temperatura terrestre e marina, e più forte è l'intensità del monsone che ne segue.

interessante, il loro modello non includeva alcun tipo di struttura himalayana; tuttavia, erano ancora in grado di produrre un monsone semplicemente per effetto dell'oceano e dei venti.

"Inizialmente avevamo un'immagine che non potevamo fare un monsone senza l'Himalaya, che era la saggezza stabilita, " dice Lutsko. "Ma nel nostro modello, non avevamo tale barriera, e siamo ancora in grado di generare un monsone, e ne eravamo entusiasti".

In definitiva, il loro lavoro può aiutare a spiegare perché il monsone dell'Asia meridionale è uno dei sistemi monsonici più forti al mondo. La combinazione dell'Himalaya a nord, che agiscono per riscaldare la terra, e l'oceano a sud, che toglie calore alle acque vicine, imposta un gradiente di temperatura estremo per uno dei più intensi, monsoni persistenti sul pianeta.

"Una ragione per cui il monsone dell'Asia meridionale è così forte è che c'è questa grande barriera a nord che mantiene calda la terra, e c'è un oceano a sud che si sta raffreddando, quindi è perfettamente posizionato per essere davvero forte, "Dice Lutsko.

Nel lavoro futuro, i ricercatori hanno in programma di applicare le loro nuove osservazioni sul ruolo dell'oceano per aiutare a interpretare le variazioni dei monsoni molto più indietro nel tempo.

"Ciò che è interessante per me è, durante i periodi in cui l'emisfero settentrionale era molto più freddo, vedi un crollo del sistema dei monsoni, " Lutsko dice. "La gente non sa perché ciò accade. Ma sentiamo di poterlo spiegare, utilizzando il nostro modello minimo."

I ricercatori ritengono inoltre che il loro nuovo, una spiegazione basata sull'oceano per la generazione dei monsoni può aiutare i modellisti climatici a prevedere come, Per esempio, il ciclo dei monsoni può cambiare in risposta al riscaldamento degli oceani dovuto al cambiamento climatico.

"Stiamo dicendo che devi capire come sta rispondendo l'oceano se vuoi prevedere il monsone, " Lutsko dice. "Non puoi concentrarti solo sulla terra e sull'atmosfera. L'oceano è fondamentale".

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.