Πέφτει ή ανεβαίνει η βροχή;

Ολοκληρωμένη ανάλυση των αλλαγών στα παγκόσμια μοτίβα των κατακρημνισμάτων

Στη σημερινή ανάρτηση θέλω να γιορτάσω ένα βιβλιαράκι (Special Report) της συναδέλφου μου Θεανώς (Άνυς) Ηλιοπούλου και δικό μου, το οποίο δημοσιεύτηκε προχθές:

T. Iliopoulou, and D. Koutsoyiannis, Have Rainfall Patterns Changed? A Global Analysis of Long-Term Rainfall Records and Re-Analysis Data, 47 pages, SR 306, The Heritage Foundation, Washington, DC, USA, 2025.

[Έχουν αλλάξει τα μοτίβα βροχόπτωσης; Μια παγκόσμια ανάλυση των μακροχρόνιων καταγραφών βροχοπτώσεων και των δεδομένων επανανάλυσης]

Η Θεανώ είναι πρώην φοιτήτριά μου, η οποία έκανε τη διδακτορική διατριβή της με θέμα “Stochastic investigation of hydrological extremes: influence of temporal variability and dependence” [Στοχαστική διερεύνηση υδρολογικών ακροτάτων: επίδραση της χρονικής μεταβλητότητας και εξάρτησης], ένα αντικείμενο που σχετίζεται με αυτό που αναλύεται στο βιβλιαράκι.

Το βιβλιαράκι έχει την ακόλουθη περίληψη:

Εν μέσω ανησυχιών για την εντατικοποίηση του υδρολογικού κύκλου στο πλαίσιο της θέρμανσης του πλανήτη, αυξάνεται η επιστημονική προσοχή στη δυναμική των βροχοπτώσεων και των ακραίων τιμών τους. Με τη χρήση μακροχρόνιων σειρών δεδομένων σημειακής βροχόπτωσης που καλύπτουν περισσότερα από 150 έτη για τις μέγιστες βροχοπτώσεις και περισσότερα από 200 έτη για τις συνολικές ετήσιες βροχοπτώσεις, καθώς και προϊόντων επανανάλυσης βροχοπτώσεων που καλύπτουν ολόκληρη την υδρόγειο, διερευνώνται οι παγκόσμιες τάσεις των συνολικών και ακραίων βροχοπτώσεων. Οι βροχοπτώσεις παρουσιάζουν σημαντική διαχρονική και υπερδεκαετή μεταβλητότητα, μεγαλύτερη από εκείνη μιας καθαρά τυχαίας διεργασίας, χωρίς όμως συστηματικό μοτίβο. Οι διαφορές κατά περιοχές είναι έντονες, με ορισμένες περιοχές να παρουσιάζουν αυξημένη μεταβλητότητα των βροχοπτώσεων και αξιοσημείωτες αλλαγές, ενώ άλλες περιοχές χαρακτηρίζονται από σταθερότητα. Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι οι παγκόσμιες τάσεις και οι ακραίες βροχοπτώσεις δεν ευθυγραμμίζονται με μια παγκόσμια συστηματική αλλαγή που θα μπορούσε να αποδοθεί σε έναν μόνο παράγοντα, όπως η αύξηση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Αυτό υπογραμμίζει την ανάγκη για στοχαστικά μοντέλα αντί για ντετερμινιστικές προβλέψεις, για τις μελλοντικές υδροκλιματικές προβλέψεις.

Τα βασικά συμπεράσματα είναι:

1. Οι βροχοπτώσεις παρουσιάζουν σημαντική διαχρονική μεταβλητότητα χωρίς ένα παγκόσμιο συστηματικό μοτίβο. Οι γεωγραφικές διαφορές είναι έντονες.

2. Οι συνολικές βροχοπτώσεις έχουν αυξηθεί στη Νοτιοανατολική Ασία και ταυτόχρονα μειωθεί στην Ανατολική Αφρική, ενώ περιοχές όπως η Μεσόγειος έχουν διατηρήσει κλιματική σταθερότητα.

3. Παρά τις διακυμάνσεις αυτές, η παγκόσμια μέση ημερήσια βροχόπτωση και τα ακραία φαινόμενα δεν παρουσιάζουν συστηματικές μεταβολές, γεγονός που υπογραμμίζει τη σημασία της στοχαστικής μοντελοποίησης.

Η καταληκτική παράγραφος είναι:

Ως εκ τούτου, η παρούσα ειδική έκθεση καταλήγει στο συμπέρασμα ότι οι βροχοπτώσεις αυξάνονται και μειώνονται ακανόνιστα, παρουσιάζοντας έντονες χρονικές διακυμάνσεις και ακόμη πιο έντονες γεωγραφικές διαφορές. Καθώς αυτή η δυναμική είναι εγγενώς απρόβλεπτη, μοντελοποιείται καλύτερα με στοχαστικές προσεγγίσεις. Παρά τη σημασία των τοπικών και περιφερειακών μεταβολών για την επιχειρησιακή διαχείριση των υδατικών πόρων και την ετοιμότητα για αντιμετώπιση κινδύνων, οι μεταβολές αυτές δεν συμφωνούν επί του παρόντος με την εικασία μιας παγκόσμιας συστηματικής μεταβολής των βροχοπτώσεων, ούτε με μια παγκόσμια εντατικοποίηση των ακραίων τιμών τους που θα μπορούσε να αποδοθεί σε έναν μόνο παράγοντα, όπως οι ανθρωπογενείς εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.

Αντιγράφω παρακάτω ορισμένα γραφήματα, τα οποία νομίζω ότι μιλούν από μόνα τους και εικονογραφούν τα σημεία που αναφέρονται παραπάνω.

Από τις πλέον μακροχρόνιες διαθέσιμες σειρές δεδομένων σταθμών βροχόπτωσης παγκοσμίως:

Διάγραμμα 1 απ’ το βιβλιαράκι (ένα μέρος του): Ετήσια συνολική βροχόπτωση στη Μασσαλία και τη Βοστώνη.

Από τα δεδομένα της παγκόσμιας επανανάλυσης ERA5 — μέση ημερήσια βροχόπτωση (οι 31 υποδιαιρέσεις της Γης έχουν ληφθεί από τις εκθέσεις IPCC SREX και AR5):

Διάγραμμα 10 απ’ το βιβλιαράκι (ένα μέρος του): Χρονοσειρά ετήσιας μέσης ημερήσιας βροχόπτωσης στην υδρόγειο, μετά από τυποποίηση με τη μέση βροχόπτωση όλης της περιόδου σε καθεμιά από τις 31 υποδιαιρέσεις, πριν από την εξαγωγή της μέσης τιμής.

Διάγραμμα 13 απ’ το βιβλιαράκι: Υψηλά και χαμηλά ρεκόρ του μέσου ημερήσιου ύψους βροχόπτωσης ανά έτος, τυποποιημένα με βάση τη μέση τιμή (άνω διάγραμμα — με επισήμανση αυτών που είναι μεγαλύτερα από 2 ή μικρότερα από 0.5) και αριθμός αυτών ανά δεκαετία (κάτω διάγραμμα) για τις 31 περιοχές της Γης. Το ανώτερο και το κατώτερο όριο εμπιστοσύνης 95%, που υπολογίζονται από τη διωνυμική κατανομή, υποθέτοντας ανεξαρτησία και ταυτόσημη κατανομή, είναι 8 και 1, αντίστοιχα, για μια δεκαετία και 4 και 1, αντίστοιχα, για την τριετία 2020-2022 — συνεπώς, μόνο τα χαμηλά ρεκόρ από το 1960 έως το 1969 είναι πάρα πολλά, υπερβαίνοντας το ανώτερο όριο εμπιστοσύνης

Από τα δεδομένα της παγκόσμιας επανανάλυσης ERA5 — μέγιστη ημερήσια βροχόπτωση (οι 31 υποδιαιρέσεις της Γης έχουν ληφθεί από τις εκθέσεις IPCC SREX και AR5):

Διάγραμμα 18 απ’ το βιβλιαράκι: Ρεκόρ μέγιστου ημερήσιου ύψους βροχόπτωσης ανά έτος, τυποποιημένο με βάση τη μέση τιμή (άνω πίνακας — με επισήμανση αυτών που είναι μεγαλύτερα από 2) και αριθμός αυτών ανά δεκαετία (κάτω πίνακας) για τις 31 περιοχές της Γης. Τα ανώτερα και κατώτερα όρια εμπιστοσύνης 95%, που υπολογίζονται από τη διωνυμική κατανομή, υποθέτοντας ανεξαρτησία και ταυτόσημη κατανομή, είναι 8 και 1, αντίστοιχα, για μια δεκαετία και 4 και 1, αντίστοιχα, για την τριετία 2020-2022 — συνεπώς, δεν υπάρχουν υψηλά ρεκόρ εκτός της ζώνης εμπιστοσύνης.

Ολόκληρο το βιβλιαράκι είναι σε ανοικτή πρόσβαση και οι ενδιαφερόμενοι αναγνώστες προσκαλούνται να το κατεβάσουν για μελέτη.