ปริมาณน้ำฝนตามฤดูกาลส่วน ใหญ่ของแอฟริกาใต้เกิดขึ้นในช่วงฤดูร้อนที่อากาศอบอุ่น ตั้งแต่เดือนตุลาคมถึงมีนาคม ด้วยเหตุนี้เดือนตุลาคมจึงเป็นช่วงเวลาสำคัญสำหรับเกษตรกรในการเริ่มวางแผนว่าเมื่อใดควรหว่านพืช (เช่น ข้าวโพด ข้าวสาลี และทานตะวัน) สำหรับฤดูเพาะปลูก เดือนตุลาคมยังเป็นช่วงเวลาสำคัญสำหรับอุตสาหกรรมการท่องเที่ยวที่จะต้องคำนึงถึงการจัดหาน้ำสำหรับช่วงวันหยุดฤดูร้อนที่กำลังจะมาถึง
ช่วงเวลาของปริมาณน้ำฝนในฤดูร้อนและปริมาณน้ำฝนทั้งหมด
ทั่วแอฟริกาใต้ถูกกำหนดโดยระบบภูมิอากาศขนาดใหญ่ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกำลังค่อยๆ เปลี่ยนตำแหน่งของระบบเหล่านี้และทางเดินที่มีความชื้น ซึ่งนำปริมาณน้ำฝนมาสู่แต่ละภูมิภาค การเคลื่อนตัวไปทางทิศใต้ของลมตะวันตก (หนึ่งในระบบภูมิอากาศขนาดใหญ่เหล่านี้) และพายุไซโคลนละติจูดกลางเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เคปทาวน์ประสบภาวะขาดแคลนน้ำอย่างรุนแรงระหว่างปี 2558-2560
การวิจัยแสดงให้เห็นว่าปริมาณน้ำฝนที่ต่ำเป็นประวัติการณ์เกิดจากการขยายตัวของเซลล์ Hadley ล่าสุด ซึ่งเป็นการไหลเวียนของอากาศจากเขตร้อนไปสู่กึ่งเขตร้อน การขยายตัวนี้ได้เปลี่ยนช่วงเวลาของปริมาณน้ำฝนในฤดูร้อนและทำให้ระบบความกดอากาศสูงทวีความรุนแรงขึ้น (ทำให้สภาพอากาศแห้ง) และการเคลื่อนตัวไปทางทิศใต้ของแนวลมตะวันตก
แอฟริกาใต้มีโซนเชิงพื้นที่ที่แตกต่างกันตามฤดูกาลของ สายฝน โซนเหล่านี้เรียกว่าโซนปริมาณน้ำฝนในฤดูร้อน ฤดูหนาว และตลอดทั้งปี ภาคตะวันออกและภาคกลางมีปริมาณน้ำฝนในช่วงฤดูร้อน นั่นเป็นช่วงที่แหลมทางตะวันตกเฉียงใต้และชายฝั่งตะวันตกแห้งแล้งเนื่องจากสภาวะความกดอากาศสูง ในฤดูหนาว ระบบความกดอากาศสูงเคลื่อนตัวไปทางเหนือ พาดผ่านพื้นที่ภายในของประเทศ และทำให้ที่นั่นแห้งแล้ง ชายฝั่งทางใต้และแถบที่ดินระหว่างเขตปริมาณน้ำฝนในฤดูร้อนและฤดูหนาวก่อตัวเป็นเขตฝนตลอดทั้งปี
งานวิจัยส่วนใหญ่ในแอฟริกาใต้มุ่งเน้นไปที่การเปลี่ยนแปลงของระบบภูมิอากาศในวงกว้างที่ส่งผลต่อปริมาณน้ำฝนทั้งหมด การวิจัยเพียงเล็กน้อยได้พิจารณาถึงการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของปริมาณน้ำฝน – ระยะเวลาของปริมาณน้ำฝน รวมถึงเวลาที่ฤดูฝนเริ่มต้นและสิ้นสุด การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีความสำคัญที่ต้องพิจารณา เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของปริมาณน้ำฝนทั่วทั้งแอฟริกาใต้อาจส่ง
ผลเสียต่อผลผลิตพืชผลและแหล่งน้ำผิวดิน สิ่งนี้กระตุ้นให้เกิด
เราใช้บันทึกปริมาณน้ำฝนและอุณหภูมิระหว่างปี พ.ศ. 2530 ถึง พ.ศ. 2559 จากสถานีตรวจอากาศ 46 แห่งทั่วแอฟริกาใต้เพื่อคำนวณคุณลักษณะตามฤดูกาลของปริมาณน้ำฝนประจำปีโดยใช้สองวิธี ค่าเหล่านี้วัดความแรงของฤดูกาล วันที่เริ่มต้นและวันที่สิ้นสุดของฤดูฝน ความยาว ปริมาณน้ำฝนรวม จำนวนวันที่ฝนตก และความเข้มของปริมาณน้ำฝน จากนั้นเราสำรวจว่าคุณลักษณะเหล่านี้เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในช่วงปี 2530-2559 เราเลือกช่วง 30 ปีที่ผ่านมาเพราะนั่นคือช่วงเวลาที่ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเริ่มแสดงให้เห็น
ความหวังคือข้อมูลนี้สามารถแจ้งการปรับตัวในภาคและกิจกรรมที่มีประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของฤดูฝน เนื่องจากหากยังคงดำเนินต่อไป แนวโน้มที่เราคำนวณได้นำเสนอแนวโน้มที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพืชผลอย่างต่อเนื่องและการจัดการทรัพยากรน้ำ
สิ่งที่เราพบ
เนื่องจากปริมาณน้ำฝนมีความแตกต่างกันอย่างมากในช่วงหลายปีที่ผ่านมาและหลายทศวรรษ เราจึงไม่คาดว่าจะพบหลักฐานที่สรุปได้ว่ามีการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของปริมาณน้ำฝนในช่วงเวลาที่ค่อนข้างสั้นนี้ แต่เราพบว่าแนวโน้มของเขตปริมาณน้ำฝนที่แตกต่างกันแสดงให้เห็นถึงรูปแบบที่สามารถเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงที่บันทึกไว้สำหรับระบบภูมิอากาศขนาดใหญ่
การคำนวณของเราเผยให้เห็นว่าฤดูฝนเริ่มต้นในภายหลังและสร้างปริมาณน้ำฝนน้อยลงในเขตฝนตกในฤดูร้อนภายในและเขตฝนตกตลอดทั้งปีภายในที่อยู่ติดกัน สิ่งนี้เชื่อมโยงกับการขยายตัวของเซลล์ Hadley ซึ่งเกี่ยวข้องกับแถบฝนเขตร้อนที่ดูดความชื้นไปทางใต้ในภายหลัง สำหรับพื้นที่ชายฝั่งตะวันออก ฤดูฝนในฤดูร้อนเริ่มต้นเร็วกว่านี้ แต่ก็มีฝนตกน้อยกว่าเช่นกัน สิ่งนี้สามารถเชื่อมโยงกับการขยายตัวของเซลล์ Hadley ในทำนองเดียวกัน แต่รุนแรงกว่ากับการเปลี่ยนแปลงในระบบความดันสูงที่ขนส่งความชื้นจากมหาสมุทรอินเดีย
สัญญาณแนวโน้มที่แข็งแกร่งที่สุดสำหรับตำแหน่งที่มีปริมาณน้ำฝนในฤดูหนาว และตำแหน่งที่มีปริมาณน้ำฝนตลอดทั้งปีภายในพื้นที่ที่อยู่ติดกัน สะท้อนถึงปริมาณน้ำฝนรวมที่ลดลงในฤดูฝน สิ่งนี้สอดคล้องกับการเคลื่อนตัวของทิศตะวันตกไปทางขั้วโลก ซึ่งเชื่อมโยงกับปริมาณน้ำฝนที่น้อยลงซึ่งสัมพันธ์กับแนวปะทะที่หนาวเย็น
แนวโน้มที่สอดคล้องกันมากที่สุดสำหรับพื้นที่ชายฝั่งทางตอนใต้ตลอดทั้งปีคือช่วงฤดูแล้งที่ยาวนานขึ้นโดยมีปริมาณน้ำฝนในฤดูฝนเพิ่มขึ้น แนวโน้มเหล่านี้มีความซับซ้อนในการตีความ แต่สามารถเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงในตะวันตกและระบบความกดอากาศสูง
ทำไมมันถึงสำคัญ
แนวโน้มที่เราคำนวณมีความเกี่ยวข้อง โดยเฉพาะแนวโน้มของการทำให้แห้งในฤดูฝน หากสิ่งเหล่านี้ดำเนินต่อไป กิจกรรมที่ต้องพึ่งพาปริมาณน้ำฝนอาจได้รับผลกระทบรุนแรง เราได้เห็นสิ่งนี้แล้วในช่วงภัย แล้ง”เดย์ศูนย์” ของเคปทาวน์ และคาดว่าเหตุการณ์เช่นนี้จะเกิดขึ้นบ่อยขึ้นในทศวรรษต่อๆ ไป
ตัวอย่างเช่น การเกษตรอาศัยช่วงเวลาฤดูฝน ระยะเวลาและปริมาณน้ำฝนทั้งหมดเพื่อกำหนดว่าเมื่อใดควรหว่านพืชผล และเพื่อเลือกพืชผลที่เหมาะสมซึ่งจะเติบโตก่อนที่ฤดูฝนจะสิ้นสุดลง วันที่เริ่มต้นฤดูฝนช้ากว่ากำหนดและฝนตกน้อยจะต้องมีการวางแผนเพิ่มเติม และเกษตรกรจะต้องเลือกพืชที่สามารถหว่านได้ในภายหลังและจะสุกเต็มที่โดยมีฝนตกน้อย
ผู้จัดการทรัพยากรน้ำยังต้องพึ่งพาลักษณะเฉพาะของฤดูฝนเพื่อจัดการการใช้น้ำอย่าง เพียงพอ ด้วยแนวโน้มหลายอย่างที่สะท้อนถึงปริมาณน้ำฝนในฤดูฝนที่น้อยลง จึงต้องวางแผนและติดตามเพิ่มเติมในทำนองเดียวกันเพื่อให้แน่ใจว่าแหล่งน้ำจะไม่แห้ง
