En MIT-studie publicerad i Naturens klimatförändringar finner att de indiska sommarmonsunerna, som ger nederbörd till landet varje år mellan juni och september, har stärkts under de senaste 15 åren över norra centrala Indien.

Denna ökade monsunaktivitet har vänt en 50-årig torkperiod under vilken monsunsäsongen gav relativt lite regn till norra och centrala Indien. Sedan 2002, forskarna har funnit, denna torkningstrend har gett vika för ett mycket blötare mönster, med starkare monsuner som ger välbehövligt regn, tillsammans med kraftfulla, skadliga översvämningar, till den folkrika norra centrala regionen i Indien.

En förändring av Indiens land- och havstemperaturer kan delvis förklara denna ökning av monsunregn. Forskarna noterar att från och med 2002, nästan hela den indiska subkontinenten har upplevt en mycket stark uppvärmning, nå mellan 0,1 och 1 grad Celsius per år. Under tiden, en temperaturökning över Indiska oceanen har avtagit avsevärt.

Chien Wang, en senior forskare vid MIT:s Department of Earth, Atmosfärs- och planetvetenskap, Center for Global Change Science, och det gemensamma programmet för vetenskap och politik för global förändring, säger denna skarpa gradient i temperaturer - högt över land, och låg över omgivande vatten – är ett perfekt recept för att piska upp starkare monsuner.

"Klimatologiskt, Indien gick plötsligt igenom, drastisk uppvärmning, medan Indiska oceanen, som brukade vara varmt, plötsligt saktade uppvärmningen, " Wang säger. "Detta kan ha varit från en kombination av naturlig variation och antropogena influenser, och vi försöker fortfarande komma till botten med de fysiska processer som orsakade denna vändning."

Wangs medförfattare är Qinjian Jin, en postdoc i Joint Program for the Science and Policy of Global Change.

En teori håller på att torka ut

Det indiska monsunfenomenet är det längsta registrerade monsunsystemet inom meteorologi. Mätningar av dess nederbörd går tillbaka till slutet av 1700-talet, när brittiska kolonister etablerade landets första väderobservatorier för att registrera säsongsfenomenet. Sedan dess, den indiska regeringen har satt upp flera tusen regnmätare över hela landet för att registrera nederbördsnivåer under monsunsäsongen, som kan ge lite eller inget regn till vissa områden samtidigt som det svämmar över andra delar av landet.

Från dessa årliga mätningar, forskare hade observerat att sedan 1950-talet, de indiska monsunerna gav mindre regn till norra centrala Indien – en uttorkningsperiod som inte verkade släppa, jämfört med ett liknande monsunsystem över Afrika och Östasien, som såg ut att vända sin torkningstrend på 1980-talet.

"Det finns den här idén i folks sinnen att Indien kommer att torka ut, " Wang säger. "Den indiska monsunsäsongen genomgår en längre torkning än alla andra system, och detta skapade en hypotes att, eftersom Indien är kraftigt förorenat av konstgjorda aerosoler och också är kraftigt avskogat, dessa kan vara faktorer som orsakar denna uttorkning. Modelleringsstudier förutspådde också att denna torkning skulle fortsätta till detta århundrade."

En ihållande väckelse

Dock, Wang och Jin upptäckte att Indien redan har börjat vända sin torrperiod. Teamet spårade Indiens genomsnittliga dagliga monsunnederbörd från 1950 till idag, med sex globala nederbördsdatauppsättningar, var och en av dem samlade mätningar från de tusentals regnmätarna i Indien, samt mätningar av nederbörd och temperatur från satelliter som övervakar land- och havsytor.

Mellan 1950 och 2002, de fann att norra centrala Indien upplevde en minskning av den dagliga nederbörden, på 0,18 millimeter per decennium, under monsunsäsongen. Till deras förvåning, de upptäckte att sedan 2002, nederbörden i regionen har återupplivats, ökar den dagliga nederbörden med 1,34 millimeter per decennium.

"Den indiska monsunen anses vara en lärobok, klart definierat fenomen, och vi tror att vi vet mycket om det, men det gör vi inte, " säger Wang. "Här, vi identifierar ett fenomen som till största delen förbises."

Forskarna noterade en kort torkperiod under monsunsäsongen 2015 som orsakade utbredd torka över hela subkontinenten. De tillskriver denna svacka i trenden till en svår El Niño-säsong, där havets temperaturer tillfälligt stiger, orsakar en förändring i atmosfärens cirkulation, leder till minskad nederbörd i Indien och på andra håll.

"Men även om man räknar det torra året, den långsiktiga [vätning]-trenden är fortfarande ganska stabil, " säger Wang.

Fler frågor framöver

Teamet tror att den nuvarande starka monsuntrenden är ett resultat av högre landtemperaturer i kombination med lägre havstemperaturer. Även om det är oklart vad som gör att Indien värms upp medan dess hav svalnar, forskarna har några gissningar.

Till exempel, Wang säger att havets kylning kan vara ett resultat av det naturliga ebb och flöde av långvariga havstemperaturer. Indiens landuppvärmning å andra sidan, kunde spåra tillbaka till minskat molntäcke, särskilt på låga höjder. I vanliga fall, moln fungerar för att reflektera inkommande solljus. Men Wang och andra har observerat att de senaste åren, Indien har upplevt en minskning av låga moln, kanske som svar på en ökning av antropogena aerosoler som svart kol eller sot, som samtidigt kan absorbera och värma den omgivande luften, och förhindra att moln bildas.

"Men dessa aerosoler har funnits även under torkperioden, så det måste vara något annat på jobbet, " Wang säger. "Detta väcker mycket fler frågor än svar, och det är därför vi är så glada över att ta reda på det här."