De meeste seizoensgebonden regenval in Zuid-Afrika vindt plaats tijdens de warmere zomermaanden, van oktober tot maart. Als resultaat, Oktober is een belangrijke periode voor boeren om te plannen wanneer ze gewassen gaan zaaien (zoals maïs, tarwe en zonnebloemen) voor het groeiseizoen. Oktober is ook een belangrijke periode voor de toeristische sector om na te denken over de watervoorziening voor de komende zomervakantie.

De timing van de zomerse regenval, en alle regenval in Zuid-Afrika, wordt bepaald door grootschalige klimaatsystemen. Klimaatverandering verandert geleidelijk de locatie van deze systemen en hun vochtcorridors, die regen naar elke regio brengen. De zuidwaartse verschuiving van de westenwinden (een van deze grootschalige klimaatsystemen) en hun cyclonen op middelhoge breedtegraden is een van de redenen waarom Kaapstad tussen 2015 en 2017 zo'n ernstig watertekort had.

Onderzoek toont aan dat de recordhoeveelheid regenval werd veroorzaakt door de recente uitbreiding van de Hadley-cel, de luchtcirculatie van de tropen naar de subtropen. Deze uitbreiding heeft de timing van zomerse regenval veranderd en de intensivering van hogedruksystemen veroorzaakt (waardoor droge omstandigheden ontstaan), en een zuidwaartse verschuiving van de westelijke windgordel (die vocht levert voor regenval in het koude front in de winter).

Zuid-Afrika heeft verschillende ruimtelijke zones met seizoensgebondenheid van regenval. Deze worden de zomer-, regenzones in de winter en het hele jaar door. De oostelijke en centrale regio's krijgen hun regenval tijdens de zomermaanden. Dan staan ​​de zuidwestelijke Kaap- en westkustregio's droog door de sterke hogedrukomstandigheden. In de winter, de hogedrukgebieden verschuiven naar het noorden, in het binnenland zitten en daar droge omstandigheden veroorzaken. De zuidkust en een strook land tussen de zomer- en winterregenzones vormen de jaarrond regenzone.

Het meeste onderzoek in Zuid-Afrika heeft zich gericht op hoe grootschalige veranderingen in het klimaatsysteem de neerslagtotalen beïnvloeden. Weinig onderzoek heeft rekening gehouden met de daaruit voortvloeiende veranderingen in de seizoensgebondenheid van regenval - de timing van regenval, ook wanneer het natte seizoen begint en eindigt. Deze veranderingen zijn belangrijk om te overwegen, omdat veranderingen in de seizoensgebondenheid van regenval in Zuid-Afrika nadelige gevolgen kunnen hebben voor de gewasopbrengsten en de oppervlaktewatervoorziening. Dit was aanleiding voor ons onderzoek, onlangs gepubliceerd in het International Journal of Climatology.

We gebruikten neerslag- en temperatuurrecords tussen 1987 en 2016 van 46 weerstations in Zuid-Afrika om de seizoenskarakteristieken van de jaarlijkse regenval te berekenen met behulp van twee methoden. Deze kwantificeren de sterkte van seizoensgebondenheid, en de start- en einddata van het regenseizoen, lengte, totale hoeveelheid regen, aantal regendagen en neerslagintensiteit. Vervolgens hebben we onderzocht hoe deze kenmerken in de periode 1987-2016 veranderden. We hebben voor deze recente periode van 30 jaar gekozen omdat de gevolgen van de klimaatverandering zich op dat moment beginnen af ​​te tekenen.

De hoop is dat deze informatie kan bijdragen aan een effectieve aanpassing in sectoren en activiteiten die afhankelijk zijn van seizoenskenmerken van regenval. Dit is zo omdat, indien volgehouden, de door ons berekende trends geven zorgwekkende vooruitzichten voor de voortzetting van de gewasproductie en het waterbeheer.

Wat we hebben gevonden

Aangezien de regenval in de loop der jaren en decennia aanzienlijk varieert, we verwachtten geen sluitend bewijs te vinden voor seizoensveranderingen in de regenval over deze relatief korte periode. Maar we ontdekten dat de trends in de verschillende regenzones patronen laten zien die kunnen worden gekoppeld aan veranderingen die zijn geregistreerd voor grootschalige klimaatsystemen.

Uit onze berekeningen blijkt dat het natte seizoen later begon en minder regen produceerde in de binnenzonneregenzone in de zomer en de aangrenzende binnenregen gedurende het hele jaar. Dit is gekoppeld aan Hadley-celexpansie, die wordt geassocieerd met de tropische regengordel die later vocht naar het zuiden opneemt. Voor de oostelijke kustlocaties, het natte zomerseizoen begon eerder, maar produceerde ook minder regen. Dit kan op dezelfde manier worden gekoppeld aan Hadley-celexpansie, maar sterker op veranderingen in de hogedruksystemen die vocht uit de Indische Oceaan transporteren.

Het sterkste trendsignaal voor locaties met winterse regenval, en aangrenzende binnenland het hele jaar door regenval locaties, weerspiegelt de verminderde totalen van het natte seizoen. Dit komt overeen met een poolwaartse verschuiving van de westenwinden, gekoppeld aan minder regenval in verband met koude fronten.

De meest consistente trend voor de locaties aan de zuidkust, het hele jaar door, was een langer droog seizoen met meer regen in het natte seizoen. Deze trends zijn moeilijk te interpreteren, maar kan in verband worden gebracht met veranderingen in het westen en hogedrukgebieden.

Waarom het uitmaakt

De door ons berekende trends zijn zorgwekkend, vooral die van het drogen in het natte seizoen. Mochten deze doorgaan, activiteiten die afhankelijk zijn van regenval kunnen ernstige gevolgen ondervinden. We hebben dit al gezien tijdens de "day zero"-droogte in Kaapstad - en naar verwachting zullen dergelijke gebeurtenissen de komende decennia vaker voorkomen.

Landbouw, bijvoorbeeld, vertrouwt op de timing van het natte seizoen, de lengte en totale regenval om te bepalen wanneer gewassen moeten worden gezaaid, en om geschikte gewassen te selecteren die zullen rijpen voordat het natte seizoen eindigt. Latere startdata van het natte seizoen en minder regenval vereisen aanvullende planning en boeren zullen gewassen moeten selecteren die later kunnen worden gezaaid en volledig zullen rijpen met minder regenval.

Waterbeheerders vertrouwen ook op seizoenskenmerken van regenval om het gebruik van watervoorraden adequaat te beheren. Met veel trends die wijzen op minder regenval in het natte seizoen, dit zou op dezelfde manier extra planning en monitoring vereisen om ervoor te zorgen dat de watervoorziening niet opdroogt.

Vooruit gaan

Ons onderzoek identificeerde veel consistente trends die al managementstrategieën voor regenafhankelijke activiteiten kunnen informeren. Maar er is behoefte om soortgelijke trends voor langere periodes te onderzoeken, over meer delen van het land. Het is belangrijk om toekomstscenario's te ontwikkelen, rekening houdend met veranderingen in de seizoensgebondenheid van regenval en de mechanismen die trends aansturen. Onder andere, boeren, waterbeheerders en klimatologen zullen de komende jaren de seizoenskarakteristieken van regenval nauwlettend in de gaten moeten houden.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.