Південний регіон Ефіопії вже відчуває зміни клімату не лише як загальне потепління, а як посилення екстремальних явищ. Аналіз погодинних спостережень за 38 років, описаний на ресурсі Scienmag, показав зростання кількості спекотних днів і ночей, триваліших сухих періодів і сильних дощів на більшості метеостанцій регіону.
Дослідження, опубліковане в журналі BMC Environmental Science, охопило щоденні дані температури та опадів з 36 станцій за 1981–2018 роки. Воно одне з перших для цієї частини країни, що поєднує аналіз довгострокових трендів із розрахунком періодів повторюваності екстремумів. Сам регіон у 2024 році став окремим адміністративним утворенням, виокремленим з колишнього регіону Народів Півдня.
Як аналізували екстремальні події
Автори роботи, Тефера Ашіне Тейсо (Tefera Ashine Teyso) та Ебрагім Еса (Ebrahim Esa) з Ефіопського університету державної служби, використали міжнародно стандартизований підхід, щоб їхні висновки можна було порівнювати з дослідженнями в інших країнах.
Вони обрали 10 індексів екстремального клімату із 27, рекомендованих Експертною групою з індексів виявлення змін клімату (ETCCDI), створеною під егідою Всесвітньої метеорологічної організації. Ці індекси описують саме екстремальні події, які підпорядковуються іншим статистичним законам, ніж середні значення.
Тренди для кожної станції окремо визначали за допомогою пакета RClimDex у середовищі R. Застосовували непараметричний тест Манна–Кендалла для оцінки статистичної значущості та оцінювач нахилу Сена для вимірювання темпів змін. Базовий період для відсоткових порогів становив 1981–2010 роки.
Ночі теплішають, холодні дні зникають
Результати щодо температури виявилися однозначними. Теплі ночі, визначені як такі, де мінімальна температура перевищує 90-й перцентиль, почастішали на 75 % станцій. На близько 55 % цих станцій зростання було статистично значущим на рівні p = 0,001, зокрема в пунктах Бедеса, Їргачефе, Була, Ченча, Савла та Хана.
Теплі дні збільшилися приблизно на 83 % станцій, і приблизно дві третини цих трендів також були статистично значущими. Це зафіксовано на станціях Нечсар, Ділла, Фісіхаґенет, Ченча, Савла та Хана.
Паралельно з цим охолоджувальні екстремуми відступають. Кількість прохолодних ночей зменшилася на 75 % станцій, а прохолодних днів — приблизно на 80,5 %, часто зі статистично значущим спадом. Тобто регіон не лише нагрівається: найхолодніші дні й ночі стають дедалі рідкіснішими.
Індекси тривалості періодів підтверджують загальну картину. Показник тривалості теплих періодів (теплі дні поспіль не менше шести діб понад 90-й перцентиль) зріс на 83 % станцій, при цьому 16 із них продемонстрували значущі висхідні тенденції. Водночас тривалість холодних періодів зменшилася на 61 % станцій, з шістьма статистично значущими зниженнями.
Такий «подовжений» характер спекотних епізодів і скорочення холодних епізодів узгоджується з результатами досліджень з інших частин Ефіопії, зокрема напівпосушливого західного Тиграю та зони Борена. Водночас в інших регіонах світу, наприклад у районі Солапур в індійському штаті Махараштра, фіксують протилежні тренди для холодних екстремумів, що підкреслює роль географії у формуванні локальних проявів зміни клімату.
Більше посух і сильних злив одночасно
Картина з опадами виявилася складнішою, але не менш тривожною. Кількість послідовних сухих днів (серія днів з опадами менше 1 мм) збільшилася на 77 % станцій; на дев’яти з них зростання було статистично значущим на рівні p = 0,05.
Водночас більш ніж половина станцій зафіксувала збільшення:
- кількості дуже вологих днів (опади вище 95-го перцентиля);
- надзвичайно вологих днів (вище 99-го перцентиля);
- днів з опадами не менше 20 мм.
Станції Нечсар, Ченча, Оморате, Турмі, Хумбо, Баго Газер, Бодіті, Савла та Хана показали статистично значущі тренди принаймні за одним із цих показників. Отже, окремі райони стикаються одночасно з довшими посухами та більш інтенсивними зливами.
Як змінилася повторюваність екстремумів
Окрім загальних трендів, дослідники вперше для цього регіону оцінили, як змінилася величина екстремальних подій на різних періодах повторюваності — 2, 5, 10, 25, 50 і 100 років. Для цього порівняли два часові інтервали: 1981–1999 та 2000–2018 роки.
Вони використовували програму CumFreq, яка підбирає оптимальний тип розподілу ймовірностей (зокрема Гумбеля, Фреше, Вейбулла, Парето та їх комбінації), мінімізуючи різницю між спостережуваними та розрахованими кумулятивними частотами. Екстремальні значення виділяли методом «піки понад поріг» із фіксованими порогами 90-го та 10-го перцентилів. Для оцінки невизначеності рівнів повернення розраховували 90-відсоткові довірчі інтервали на основі біноміального підходу.
Аналіз показав, що явища, які раніше очікувалися рідко, тепер трапляються частіше і з більшою інтенсивністю. Значення понад 90-й перцентиль максимальної денної температури зросли на всіх шести інтервалах повторюваності приблизно на 64 % станцій із 90-відсотковою впевненістю. Найбільші зміни зафіксовано на станціях Арека, Баго Газер, Діміту, Ділла, Губіре, Кемба та Кеяфер.
Екстремуми мінімальної температури нижче 10-го перцентиля також зросли більш ніж на 80 % станцій, тобто навіть «холодні» ночі відхиляються від колишньої статистики.
За опадами проявилися сильні просторові контрасти. У Їргачефе для 50- і 100-річних періодів повернення розраховано збільшення на 358 та 869 мм опадів на місяць відповідно. Натомість у Булкі для тих самих інтервалів оцінено зменшення на 348 та 600 мм, а станції Кемба та Баго Газер також показали спад. Це відображає складний рельєф Ефіопії, який, як показували попередні загальнонаціональні дослідження, зумовлює різкі просторові відмінності в поведінці екстремальних опадів.
Коротші інтервали між ударами стихії
Найважливіший висновок роботи — скорочення періодів повторюваності як високих температур, так і сильних дощів. Період повторюваності — це середній час між подіями певної сили або більш потужними. Якщо цей час зменшується, то, наприклад, «столітня» повінь або спека стають більш регулярним ризиком.
Для громад, які залежать від дощового землеробства, це означає менше часу на відновлення між шоками, менш надійні календарі посіву та більшу вразливість урожаю, худоби й водопостачання. Південний регіон Ефіопії й так має дворазовий річний максимум опадів, пов’язаний із сезонним зміщенням міжтропічної зони конвергенції, з піками в квітні та жовтні. Це створює нерівномірний розподіл водних ресурсів між вологими високогір’ями (до 2000 мм опадів на рік) та низинами, які часто отримують менше 900 мм.
Ситуацію ускладнює й людський фактор. Південна Ефіопія займає близько 49 239 км² та має орієнтовно 8,4 млн мешканців, з яких майже 79 % живуть у сільській місцевості. Родючі середньогірні зони належать до найгустіше заселених у країні: наприклад, у Венако (зона Ґедео) щільність сягає до 600 осіб на км². Місцева економіка ґрунтується на вырощуванні енсету, кави, зернових культур і тваринництві.
На думку авторів, посилення кліматичних екстремумів загрожує сільському господарству, доступу до води, системі охорони здоров’я та стійкості громад загалом. Вони закликають до адаптаційних стратегій, враховуючи унікальні екологічні та соціально-економічні умови регіону: розвиток систем зниження ризиків стихійних лих, раціональне використання земель і розширення «кліматично розумних» практик, таких як агролісівництво та інтегроване управління родючістю ґрунтів, які вже показали ефективність у дрібних фермерів.
Чому це дослідження важливе
Науково ця робота закриває важливу прогалину: південь Ефіопії раніше був слабо представлений у дослідженнях екстремального клімату, які зосереджувалися переважно на середніх національних показниках, великих річкових басейнах на кшталт Нілу або краще вивчених регіонах центру й півночі країни.
Оскільки екстремальні події рідкісні та статистично відмінні від середнього клімату, для їх аналізу потрібні спеціальні індекси та оцінка частот, на що більшість субнаціональних досліджень не наважувалася. Поєднавши аналіз трендів на рівні станцій із ймовірнісною оцінкою рівнів повернення для щільної мережі з 36 пунктів спостережень, автори надали той тип просторово деталізованих, довгострокових даних, які потрібні для планування в сферах сільського господарства, водних ресурсів та інфраструктури.
Загальний сигнал дослідження однозначний: зміна клімату вже посилює небезпеки в Південному регіоні Ефіопії, і без цілеспрямованих заходів ризики, зафіксовані за останні чотири десятиліття, можуть надалі лише зростати.