南非的大部分季節(jié)性降雨發(fā)生在10月至3月的夏季溫暖月份。因此，十月是農(nóng)民開始計劃在生長季節(jié)播種農(nóng)作物(如玉米，小麥和向日葵)的重要時期。10月也是旅游業(yè)考慮即將到來的暑假季節(jié)供水的重要時期。

夏季降雨的時間以及整個南非的所有降雨都取決于大規(guī)模的氣候系統(tǒng)。氣候變化正在逐漸改變這些系統(tǒng)及其濕度走廊的位置，從而為每個地區(qū)帶來降雨。西風(這些大規(guī)模氣候系統(tǒng)之一)及其中緯度氣旋的南移是開普敦在2015年至2017年間遭受如此嚴重缺水的原因之一。

研究表明，創(chuàng)紀錄的低降雨量是由于Hadley單元最近的膨脹，即從熱帶到亞熱帶的空氣循環(huán)而引起的。這種膨脹改變了夏季降雨的時間，并導致高壓系統(tǒng)集約化(導致干旱)，以及西風帶向南移動(為冬季冷鋒降雨提供了水分)。

南非有不同的降雨季節(jié)空間區(qū)域。這些地區(qū)稱為夏季，冬季和全年降雨區(qū)。東部和中部地區(qū)在夏季降雨。那時西南角海角和西海岸地區(qū)由于強高壓條件而干燥。在冬季，高壓系統(tǒng)向北移動，橫穿該國內(nèi)部，并在該國造成干旱。南部海岸以及夏季和冬季降雨區(qū)之間的一塊土地構(gòu)成了全年降雨區(qū)。

南非的大多數(shù)研究都集中在大規(guī)模的氣候系統(tǒng)變化如何影響降雨總量上。很少有研究考慮降雨隨之而來的季節(jié)性變化，即降雨時間，包括雨季開始和結(jié)束的時間。必須考慮這些變化，因為整個南非的降雨季節(jié)變化可能會對作物產(chǎn)量和地表水供應產(chǎn)生不利影響。這促使了我們的研究，最近發(fā)表在國際氣候?qū)W雜志上。

我們使用1987年至2016年之間來自南非46個氣象站的降雨和溫度記錄，使用兩種方法計算年度降雨季節(jié)特征。這些可以量化季節(jié)性強度，濕季開始和結(jié)束日期，長度，總降雨量，雨天數(shù)和降雨強度。然后，我們探討了這些特征在1987-2016年期間的變化。我們選擇最近的30年，因為那是氣候變化影響開始顯現(xiàn)的時候。

希望這些信息可以為根據(jù)降雨季節(jié)特征的部門和活動提供有效的適應信息。這是因為，如果持續(xù)下去，我們計算出的趨勢將為持續(xù)的作物生產(chǎn)和水資源管理帶來令人擔憂的前景。

我們發(fā)現(xiàn)了什么

在過去的幾十年中，由于降雨量變化很大，因此我們沒想到在相對較短的時間內(nèi)就發(fā)現(xiàn)降雨季節(jié)性變化的確鑿證據(jù)。但是我們確實發(fā)現(xiàn)，不同降雨區(qū)的趨勢顯示出可以與大規(guī)模氣候系統(tǒng)記錄的變化聯(lián)系在一起的模式。

我們的計算表明，雨季開始較晚，整個夏季內(nèi)部降雨帶和鄰近的全年終降雨帶產(chǎn)生的降雨較少。這與Hadley細胞膨脹有關，后者與熱帶雨帶帶稍后向南吸水有關。在東部沿海地區(qū)，夏季雨季開始較早，但降雨也較少。類似地，這可能與Hadley細胞的膨脹有關，但與從印度洋輸送水分的高壓系統(tǒng)的變化更密切相關。

冬季降雨位置以及鄰近的內(nèi)部全年降雨位置的最強趨勢信號反映了濕季總量的減少。這與西風的極移相一致，與冷鋒相關的降雨減少有關。

南部沿海全年位置最一致的趨勢是干旱季節(jié)更長，濕季降雨量增加。這些趨勢很難解釋，但可以與西風和高壓系統(tǒng)的變化聯(lián)系在一起。

為什么重要

我們計算出的趨勢令人擔憂，尤其是濕季干燥的趨勢。如果這些繼續(xù)下去，依賴降雨的活動可能會受到嚴重影響。我們已經(jīng)在開普敦的“零日”干旱期間看到了這種情況，并且預計類似的事件在以后的幾十年中會更頻繁地發(fā)生。

例如，農(nóng)業(yè)依靠雨季的時間，雨季的長度和總降雨量來決定何時播種農(nóng)作物，并選擇合適的農(nóng)作物，這些作物將在雨季結(jié)束之前成熟。稍后的濕季開始日期和更少的降雨將需要額外的計劃，農(nóng)民將需要選擇可以晚些播種的作物，并在降雨量減少的情況下完全成熟。

水資源管理者還依靠降雨的季節(jié)性特征來適當?shù)毓芾硭氖褂?。由于許多趨勢反映出濕季降雨減少，因此同樣需要進行額外的規(guī)劃和監(jiān)控，以確保供水不會枯竭。

向前走

我們的研究確定了許多一致的趨勢，這些趨勢已經(jīng)可以為依賴降雨的活動提供管理策略。但是有必要在美國更多地區(qū)探索更長時期的類似趨勢?？紤]降雨季節(jié)變化和驅(qū)動趨勢的發(fā)展未來情景非常重要。除其他外，農(nóng)民，水管理者和氣候?qū)W家將需要密切監(jiān)測未來幾年的降雨季節(jié)性特征。