Det mesta av Sydafrikas säsongsbetonade nederbörd sker under de varmare sommarmånaderna, från oktober till mars. Som ett resultat, Oktober är en viktig period för bönder att börja planera när de ska så grödor (som majs, vete och solrosor) för växtsäsongen. Oktober är också en viktig period för turistnäringen att tänka på vattenförsörjningen inför den kommande sommarlovssäsongen.

Tidpunkten för sommarens nederbörd, och all nederbörd över Sydafrika, bestäms av storskaliga klimatsystem. Klimatförändringarna förändrar gradvis platsen för dessa system och deras fuktkorridorer, som ger regn till varje region. Förskjutningen söderut i de västliga vindarna (ett av dessa storskaliga klimatsystem) och deras cykloner på mitten av latituderna är en av anledningarna till att Kapstaden drabbades av en så allvarlig vattenbrist mellan 2015 och 2017.

Forskning visar att de rekordlåga nederbördsmängderna orsakades av den senaste tidens expansion av Hadley-cellen, luftcirkulationen från troperna till subtroperna. Denna expansion har ändrat tidpunkten för sommarens nederbörd och orsakat intensifiering av högtryckssystem (som orsakar torra förhållanden), och en förskjutning söderut av det västliga vindbältet (som ger fukt för vinterns kallfrontsregn).

Sydafrika har distinkta rumsliga zoner med regnperioder. Dessa kallas sommar-, vinter- och året runt nederbördszoner. Östra och centrala regioner får sin nederbörd under sommarmånaderna. Det är då sydvästra Kap- och västkustregionerna är torra på grund av starka högtrycksförhållanden. På vintern, högtryckssystemen skiftar norrut, sitter tvärs över landets inre och orsakar torra förhållanden där. Södra kusten och en landremsa mellan sommarens och vinterns nederbördsområden utgör året runt.

Mest forskning i Sydafrika har fokuserat på hur storskaliga klimatsystemförändringar påverkar den totala nederbörden. Lite forskning har tagit hänsyn till följdändringar i nederbördssäsongsvariationer - tidpunkten för nederbörd, inklusive när den våta säsongen börjar och slutar. Dessa förändringar är viktiga att tänka på, eftersom nederbördssäsongsvariationer över hela Sydafrika kan ha skadliga effekter på skördar och ytvattenförsörjning. Detta föranledde vår forskning, nyligen publicerad i International Journal of Climatology.

Vi använde nederbörds- och temperaturrekord mellan 1987 och 2016 från 46 väderstationer över hela Sydafrika för att beräkna årliga nederbördsvariationer med två metoder. Dessa kvantifierar styrkan av säsongsvariationer, och start- och slutdatum för den våta säsongen, längd, total nederbördsmängd, antal regndagar och nederbördsintensitet. Vi undersökte sedan hur dessa egenskaper förändrades under 1987-2016. Vi valde den senaste 30-årsperioden eftersom det är då klimatförändringarnas effekter har börjat visa sig.

Förhoppningen är att denna information kan informera om effektiv anpassning i sektorer och verksamheter som är beroende av nederbördssäsongens egenskaper. Det här är för att, om ihållande, de trender vi beräknade presenterar en betraktande utsikter för fortsatt växtodling och vattenresurshantering.

Vad vi hittade

Eftersom nederbörden varierar avsevärt under åren och decennierna, vi förväntade oss inte att hitta några avgörande bevis för säsongsvariationer i nederbörd under denna relativt korta period. Men vi fann att trenderna över de olika nederbördszonerna visar mönster som kan kopplas till förändringar som registrerats för storskaliga klimatsystem.

Våra beräkningar visar att den våta säsongen började senare och gav mindre nederbörd över den inre sommarens nederbördszon och intilliggande inre året runt nederbördszon. Detta är kopplat till Hadley cellexpansion, vilket är förknippat med att det tropiska regnbältet tar fukt söderut senare. För de östra kustområdena, sommarens våta säsong började tidigare, men gav också mindre nederbörd. Detta kan på liknande sätt kopplas till Hadley-cellexpansion, men starkare till förändringar i högtryckssystemen som transporterar fukt från Indiska oceanen.

Den starkaste trendsignalen för platser med regn i vinter, och intilliggande platser för nederbörd året runt, återspeglar minskade totalsummor för våtsäsongen. Detta överensstämmer med en polförskjutning av västra delene, koppling till mindre nederbörd i samband med kalla fronter.

Den mest konsekventa trenden för de södra kustområdena året runt var en längre torrperiod med ökad nederbörd under våtsäsong. Dessa trender är komplicerade att tolka, men kan kopplas till förändringar i väster och högtryckssystem.

Varför det spelar roll

Trenderna vi beräknat handlar om särskilt de av torkning under våtsäsong. Skulle dessa fortsätta, aktiviteter som är beroende av nederbörd kan få allvarliga konsekvenser. Vi har redan sett detta under Kapstadens "dag noll" torka - och händelser som denna förväntas inträffa oftare under de kommande decennierna.

Lantbruk, till exempel, förlitar sig på våtsäsongens timing, dess längd och totala nederbörd för att diktera när man ska så grödor, och att välja lämpliga grödor som kommer att mogna innan den regniga säsongen tar slut. Senare startdatum för våta säsonger och mindre nederbörd kommer att kräva ytterligare planering och bönder kommer att behöva välja grödor som kan sås senare och kommer att mogna fullt ut med mindre nederbörd.

Vattenresursförvaltare förlitar sig också på säsongsmässiga egenskaper för nederbörd för att på ett adekvat sätt hantera användningen av vatten. Med många trender som återspeglar mindre regn under våta säsonger, detta skulle på samma sätt kräva ytterligare planering och övervakning för att säkerställa att vattenförsörjningen inte blir torr.

Går framåt

Vår forskning identifierade många konsekventa trender som redan kan informera hanteringsstrategier för regnberoende aktiviteter. Men det finns ett behov av att utforska liknande trender under längre perioder, över fler delar av landet. Det är viktigt att utveckla framtidsscenarier med hänsyn till säsongsvariationer i nederbörd och de mekanismer som driver trender. Bland andra, bönder, Vattenförvaltare och klimatologer kommer att behöva noggrant övervaka nederbördssäsongens egenskaper under kommande år.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.