Den sydasiatiska sommarmonsunen (SASM) tillhandahåller den huvudsakliga vattenförsörjningen för över en miljard människor. Under goda monsunår, bönder skördar en rik skörd, under dåliga monsunår, svår torka utplånar skördar. Och kraftiga regn under monsunsäsongen orsakar översvämningar och slår hårt mot ekonomin. Politiker och intressenter behöver omedelbart en projektion av SASM för de kommande 15-30 åren – vanligtvis kallad den "nära framtiden" inom klimatforskningssamhället. Tyvärr, det finns stora osäkerheter i nuvarande prognoser på grund av klimatets interna variabilitet.

"Intern variabilitet avser variationer i medeltillståndet på grund av naturliga interna processer inom klimatsystemet. Det brukar betraktas som "brus" i klimatprojektion, sa Xin Huang, huvudförfattaren till en ny studie publicerad i Vetenskapens framsteg den 13 mars, 2020. Huang är doktorand vid Institute of Atmospheric Physics, kinesiska vetenskapsakademin, och University of Chinese Academy of Sciences.

Huang, tillsammans med sin mentor Prof. Tianjun Zhou och medarbetare från USA och Tyskland, identifiera Interdecadal Pacific Oscillation (IPO) – en storskalig långperiodisk oscillation som påverkar klimatvariationer över Stillahavsbassängen – som ett av de viktigaste interna variabilitetssätten som minskar osäkerheterna och förbättrar prognoserna.

Teamet använde en 100-medlem ensemble av simuleringar av Max Planck Institute Earth System Model (MPI-ESM) och en 50-medlem ensemble av simuleringar av Canadian Earth System Model (CanESM2) för att kvantifiera den osäkerhet som orsakas av intern variabilitet i en nära framtidsprognose av SASM-nederbörd.

"Vi fann att inre variationer kan överskugga den externt påtvingade SASM-regnförändringen, vilket leder till mycket olika nederbördstrender för de kommande 15-30 åren, " förklarade Huang. "Så vi ville ytterligare identifiera det interna nyckelläget som är ansvarigt för spridningen av det beräknade SASM-nederbörden."

Efter att ha analyserat likheterna och skillnaderna mellan modellprognoserna med 150 medlemmar, teamet hittade en koppling mellan olika realiseringar av IPO-fasen och spridningen i SASM:s nederbördsprognoser. Olika IPO-fasövergångar kan modulera storleken eller till och med vända tecknet på nederbördstrenderna i SASM. Således, börsintroduktionen identifieras som ett av de ledande interna sätten som påverkar den kortsiktiga prognosen av SASM-nederbörd.

"Historiska data har redan visat signalen om börsintroduktion i SASM-förändring, men klimatprojektionsgemenskapen betraktade vanligtvis signalen som brus i projektionen. Vi visar bevis på att redovisning av framtida IPO-fasutveckling hjälper till att effektivt minska prognosen för osäkerheten om SASM-nederbörd på kort sikt; särskilt, det förbättrar prognosen för en extrem vätnings- eller uttorkningstrend under de kommande 15-30 åren, sa Huang.

Resultaten belyser det akuta behovet av att förutsäga börsintroduktionsutvecklingen för de närmaste decennierna.

"En stor del av anpassning och begränsning av klimatförändringar baseras på prognoser som levereras av klimatmodeller, så en mycket robust och tillförlitlig klimatförutsägelse är basen för beslutsfattande. Denna forskning ger ett praktiskt sätt att mer tillförlitligt projicera kortsiktiga förändringar i sydasiatiska sommarmonsuner, " sa motsvarande författare Prof. Tianjun Zhou.

Zhou är medlem i CLIVAR (Climate and Ocean:Variability, Förutsägbarhet och förändring) / GEWEX (Global Water and Energy Exchanges) Monsoon Panel of World Climate Research Program (WCRP), och medordförande för Global Monsoons Model Intercomparison Project (GMMIP), som är en koordinerad multi-modell undersökning av decadal variation av monsuner.

Enligt Zhou, studien är en del av GMMIP ansträngningar som ägnas åt att förbättra prediktiv förmåga för monsuner under de kommande decennierna, vilket i sin tur kommer att hjälpa beslutsfattare och intressenter att utveckla bättre klimatstrategier.