Абстракт:



Будут представлены результаты применения нового подхода к прогнозированию дат начала и завершения Индийского муссона в 2017. Подход основан на свойствах критических переходов. Рассматривая начало и завершение муссона, как время наступления срыва или внезапного перехода системы от одного состояния к другому, прогнозируется время, когда критические условия для перехода к муссону (и обратно) возникнут в Центральной Индии. Именно этот регион определен в новом подходе как критический элемент пространственной организации Индийского муссона. Для прогноза также используются данные Северного Пакистана – второго критического элемента, задающего направление распространения муссона. Оба критических элемента обнаружены по росту флуктуаций температуры накануне критических переходов.

Исследования муссона проводились на основе данных ре-анализа NCEP/NCAR и ERA-40 о среднесуточной приповерхностной температуре, давлении и относительной влажности с пространственным разрешением 2.5˚ за период 2000–2017 гг.

Дата начала муссона была определена за 40 дней, а дата окончания сезона дождей - за 70 дней. Прогнозы были опубликованы на сайте [1], Twitter, Facebook и в Индийских средствах массовой информации.

Фактические даты начала завершения муссона в Центральной Индии, объявленные Индийским метеорологическим департаментом (IMD) оказались в предсказанном диапазоне.Таким образом, самый ранний прогноз начала и завершения Индийского муссона в 2017 оказался успешным. Принимая также во внимание успешные прогнозы предыдущего 2016 года и ретроспективные тесты за период 1951-2015 гг. [2] можно заключить, что переход к муссону (и обратно) является критическим переходом, и это новое фундаментальное свойство может быть использовано для раннего прогноза Индийского муссона.

Предложенный подход, основанный только на анализе данных, применим для других природных и технических систем, проявляющих признаки критических переходов, когда модель не может адекватно описать наблюдаемый процесс или еще не существует.

Будет показан пример подобной технической системы и кратко представлены результаты экспериментального исследования управляемого срыва к термоакустической неустойчивости [3].


Литература:

1. https://www.pik-potsdam.de/services/infodesk/forecasting-indian-monsoon/welcome-to-the-pik-monsoon-page
2. Stolbova, V., E. Surovyatkina, B. Bookhagen, and J. Kurths (2016): Tipping elements of the Indian monsoon: Prediction of onset and withdrawal. Geophys. Res. Lett., 43, 1–9 [doi:10.1002/2016GL068392]
3. J. Tony, S Subarna, K. S. Syamkumar, G. Sudha, S. Akshay, E. A. Gopalakrishnan, E. Surovyatkina & R. I. Sujith. Experimental investigation on preconditioned rate induced tipping in a thermoacoustic system . Scientific Reports- Nature, 2017 Jul 14; 7(1):5414. doi: 10.1038/s41598-017-05814-y..