東非降雨變化的驅(qū)動因素和影響
本文探究了東非地區(qū)降水變化、驅(qū)動因素以及影響。(1)長雨雨季降水減少,短雨雨季降水增加。(2)ENSO和印度洋偶極子影響著東非地區(qū)降水(Remote teleconnections:遙相關(guān)?)。
Drivers of rainfall variability
首先對非洲角不同地區(qū)降水進行區(qū)域平均,闡述降水的季節(jié)性分布特征。在例如Juba-Shabelle地區(qū),降水存在較大的變異性。這種變異性可能是受當?shù)睾瓦h程物理活動驅(qū)動(local and remote physical processes)。

全球遙相關(guān)?Global teleconnections
東非降雨受多種氣候變化的影響,包括厄爾尼諾-南部振蕩 (ENSO) 、印度洋偶極子 (IOD) 、準兩年振蕩 (QBO)和季節(jié)內(nèi)震蕩?(Madden–Julian Oscillation MJO)。

印度洋偶極子(IOD)是東非降雨年際變化的關(guān)鍵驅(qū)動因素。正IOD (西部溫暖和東部較冷)?與東非短雨雨季降水增加(長期平均值的2-3倍)。相反,負IOD 與短雨雨季降水減少有關(guān)(僅占長期平均降雨的20-60%)。IPO對于長雨雨季的影響較小,它們兩個發(fā)生時段不同。
ENSO對東非短雨雨季降水的影響是與IOD共同存在的。正IOD與東太平洋厄爾尼諾,負IOD與東太平洋拉尼娜并發(fā),放大了降水響應。對于短雨雨季,赤道西太平洋的海表溫度升高與較干燥短雨雨季相關(guān),而北太平洋西部的海表溫度升高,增強了沃克環(huán)流,抑制了長雨雨季期間降雨。因此北太平洋西部海溫增暖與長雨雨季干燥相關(guān)。

MJO階段2-4與印度洋的大規(guī)模對流有關(guān),導致東非的西風異常和降雨增強。這種關(guān)系在11月、12月、3月和5月最強,但在10月和4月期間往往較弱。相比之下,MJO階段6-8與整個非洲東部和西印度洋的對流受到抑制有關(guān)。當MJO更加活躍時,長雨雨季降水增加。
QBO與東非地區(qū)長雨雨季降水存在6個月的超前滯后相關(guān)。
區(qū)域尺度上的驅(qū)動因素?Local drivers
西印度洋增溫
MJO3-4階段環(huán)流異常
700hPa上的剛果氣團
東非降雨變化
從變化趨勢空間分布上來看,不同的降水數(shù)據(jù)得到降水增加/減少分布存在差異。但區(qū)域平均之后的一致性較好。


長雨雨季:2010-2011顯著下降。然而在2018年和2020長雨雨季將隨明顯增多。然而數(shù)據(jù)集之間的一致性較低。長雨雨季降水減少與太平洋海表溫度變化有關(guān)。
短雨雨季:短雨雨季降水明顯增多,短雨雨季降水與ENSO 與 IOD協(xié)同作用有關(guān)。
人類活動的影響:溫室氣體引起的變暖導致大氣濕度的增加輻合雨季降水增多,而較高的溫度和較大的蒸發(fā)需求加劇了旱季干旱。人為氣溶膠的冷卻作用抵消了溫室氣體變化的影響。與20世紀上半葉相比,20世紀下半年IOD正相的頻率增加并沒有導致較高的季節(jié)性降雨。這可能是由于氣候變暖干擾大氣的熱結(jié)構(gòu)和熱帶海洋環(huán)流,從而導致沃克和哈德利環(huán)流的減弱以及ITCZ縮小。
未來變化
模式模擬顯示,未來長雨雨季降水變化趨勢在不同模式之間存在較大的差異。(這是一定的,歷史時期都不一致)(看存在不一樣變化時該怎么說)。短雨雨季降水變化趨勢在不同模式之間均為增加。
However, the magnitude and sign of the rainfall trends derived from individual satellite datasets are inconsistent, with the largest discrepancies in the eastern Congo basin and the greatest consistency in the Ethiopian highlands (Fig. 3a,b). Moreover, substantial differences between satellite products and gauge-based records add to the uncertainty.
Global and regional climate models offer an opportunity to examine projected changes in the long and short rains. However, spread amongst ensemble members and models casts doubt on the reliability?of rainfall projections. Moreover, given limited relationships between the abilities of individual models to describe past and future Eastern African climate and the model spread, the capability of an individual Earth system model to reproduce current-day observations provides no indication about its ability to constrain future projections.

與降水變化趨勢相同,未來ENSO和IOD變化仍然存在較大爭議