气候变化下青尼罗河上游流域雨季演变对农业与水资源的冲击及适应策略

为解决气候变化对雨季时空格局的影响及其对雨养农业和水资源管理的挑战，研究人员基于CMIP6模型的INM-CM5-0数据，采用功率变换(Power Transformation)校正方法，分析了青尼罗河上游流域(UBNB)在SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下的雨季起止时间与持续期变化。结果表明，高排放情景(SSP5-8.5)下低地雨季延长而高地缩短，需调整作物种植周期并制定适应性策略。该研究为跨流域气候韧性规划提供了科学依据。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，雨季的时空分布变化正深刻影响着依赖雨养农业的地区。青尼罗河上游流域(UBNB)作为埃塞俄比亚重要的农业产区和尼罗河水资源的关键贡献者，其雨季特征的变化直接关系到数百万人的生计和区域粮食安全。然而，现有研究多基于历史观测数据，对未来气候变化下雨季动态的预测不足，且缺乏针对不同海拔区域的差异化分析。更棘手的是，传统农业实践与变化中的雨季周期日益脱节，导致作物减产风险加剧。

针对这些问题，来自埃塞俄比亚巴赫达尔大学等机构的研究团队在《Natural Hazards Research》发表论文，通过整合27个气象站点数据和7个CMIP6气候模型，采用功率变换(Power Transformation)方法校正降水数据，重点评估了UBNB在近、中、远期(2015-2100)三种SSP情景下的雨季变化特征。研究特别选取表现最优的INM-CM5-0模型，利用气候数据工具(CDT)定义雨季起止标准（连续3日降雨>20mm且无5-7日干期），并通过反距离加权(IDW)实现空间插值。

3.1. CMIP6气候模型性能评估
通过Pearson相关系数(r)、均方根误差(RMSE)等6项指标验证，INM-CM5-0模型在低地(r=0.91)、中地(r=0.94)和高地(r=0.91)均表现最佳，其模拟的降水趋势与观测数据高度吻合。泰勒图分析进一步证实该模型具有最小的标准差和最高相关性(>0.9)，为后续预测提供了可靠基础。

3.1. 雨季起止与持续期分析
观测期(1995-2014)显示显著年际变异：2009年雨季迟至6月14日开始，而2008年早至5月2日；1999年延续至10月11日，1996年却于9月15日结束。未来预测表明，SSP5-8.5情景下变化最剧烈：2033年雨季延迟至6月11日开始且提前至9月15日结束（持续97天），而2066年将出现144天的超长雨季。空间上，低地雨季可延长至150天，而高地仅82-130天，这种差异主要源于西部早发晚止与东部迟发早止的格局。

3.2. 雨季空间格局
地形效应导致显著区域差异：西部低地因ITCZ(热带辐合带)影响雨季长达140-150天，而东部高地受ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)调制缩短至90天以下。这种梯度分布使得传统作物品种在高地面临生长周期不足的风险，需转向早熟品种。

研究结论强调，不同SSP情景下雨季变化呈现海拔分异：SSP5-8.5情景使低地雨季通过提前开始(5月31日)和延迟结束(9月29日)延长，而高地因延迟开始(DOY¹⁴⁵
)和提前结束(DOY²⁶³
)缩短。这种不对称变化要求制定分区适应策略——低地可扩大长周期作物种植，高地则需配套节水灌溉和气候智能型农业技术。

该研究的创新性在于首次量化了UBNB雨季变化的海拔依赖性，并为跨流域水资源分配提供了决策支持。局限性在于单模型预测可能低估不确定性，未来需融合多模型ensemble分析。政策意义上，成果可直接指导埃塞俄比亚国家适应计划(NAP)，特别是对高地社区的早期预警系统建设具有紧迫性。