How is global warming changing the rainy season? Changes in the monsoon region’s rainy season under the 1.5°C and 2°C thresholds
季风区的降雨对全球农业、水资源和生态系统至关重要。全球约三分之二的人口依赖季风降水维持生产和生活,然而,随着全球变暖加剧,雨季的开始时间、结束时间和持续时间正在发生变化。这些变化可能导致农业减产、水资源短缺或洪涝灾害增加,近日的一项研究,通过数模分析了当全球升温突破1.5°C和2°C阈值时,对季风区雨季的影响,到底如何变化呢?
全球变暖对季风区降雨的影响
全球陆地季风区
全球陆地季风区(GLM)包含北美、南美、北非、南非、南亚、东亚和澳大利亚七大区域,其共同特征是夏季降水占全年55%以上,且夏冬降水差超过2毫米/天,这种降水集中主要由海陆热力差异驱动,对农业社会具有决定性意义。
降雨变化的研究方法
研究通过计算每日降水与年平均降水的累积偏差来确定确定雨季的开始和结束日期,这个公式通过累积每日降水与年平均降水的偏差,有效捕捉了雨季转换的特征,当S达到局部最小值时定义为雨季开始,而雨季结束则是从年末反向应用相同计算得出的,这种方法不需要预设阈值,能客观反映不同季风区的降水季节特征。
其中$P_i$为第i天的降水量,$\bar{P}$为长期年平均降水率,$t_0$为计算开始日期。
$S = \sum_{i=t_0}^t (P_i - \bar{P})$
研究结果:气候变暖对季风区降雨的影响
通过数模研究了1.5°C和2.0°C升温对全球七大季风区降雨的影响,研究发现,不同区域响应不同。在南非、北非和南美雨季开始出现不同程度的延迟,在1.5°C阈值下,延迟3-5天,在2.0°C阈值下,延迟5-7天,这些地区未来的雨季可能来得更晚,响应的依赖雨季的作业需要相应的调整,比如农业播种时间可能需要调整。
但南亚、澳大利亚则出现雨期不同程度的提前,在1.5°C阈值下,南亚提前1-2天,澳大利亚提前5天,在2.0°C阈值下,南亚提前2-3天,澳大利亚提前10天。提前到来的雨季可能导致洪涝风险增加,尤其是澳大利亚,其雨季提前幅度最大。
在雨期结束时间上,南美、北美、澳大利亚则出现提前结束。在2.0°C阈值下,南美和北美提前4-5天结束,澳大利亚提前2天结束。北非在2.0°C阈值下,雨期结束时间推迟5-6天。
东亚季风区包括中国东部、朝鲜半岛、日本的区域,雨期开始时间变化不明显,但结束时间有提前,雨季可能缩短3-5天,梅雨期可能缩短,但单日降雨量更大。
为什么雨季会变化?研究认为这些雨季与全球变暖影响大气环流和海洋温度有关。随着气候变暖,热带海洋变暖改变季风环流,尤其是印度洋和太平洋的海温升高,导致南亚季风提前,而南大西洋变暖较慢,使得南美雨季延迟。
在北非和南非的雨季推迟则可能与土壤变干有关,干燥的土壤减少蒸发,削弱季风环流,导致雨季推迟。
还有一点需要注意,就是极端降雨增加,但降雨日数减少,可能降水可能更集中、强度更大,可能导致更频繁的洪灾。
❓思考题:东亚季风区在温度升温下的雨季变化趋势是?
A.雨季开始明显提前,雨季延长
B.雨季开始无显著变化,雨季缩短
C.雨季开始大幅延迟,雨日增多
D.雨季长度不变,降水强度降低
参考答案:(点击查看)
B.
解析:根据研究,东亚季风区在2.0°C升温下,雨季开始时间变化不显著(模型间差异大,部分提前或延迟1~2天,但整体趋势不明显),雨季缩短3~5天(主要因雨季结束略微提前),降水强度增加,单日暴雨风险上升,但雨日数可能减少。
参考文献:Taguela, T., Raji, I., Akinsanola, A., Singhai, P., Adeyeri, O., Wainwright, C., & Barimalala, R. (2025). Impacts of 1.5° C and 2.0° C global warming on the onset, cessation, and length of the rainy season in global land monsoon regions. Advances in Atmospheric Sciences.https ://doi.org/10.1007/s00376-025-4386-9