Работа стоит на отшибе: ближайшие соседи изучают либо отдельные регионы, либо короткие ливни, либо влияние потепления на средние осадки. Здесь же впервые сопоставляются глобальные тропические годовые суммы за несколько десятилетий с фазами Эль-Ниньо. Это позволяет увидеть, как естественная изменчивость перекраивает карту влажных и сухих зон, не дожидаясь, пока сигнал потепления станет однозначным.
Использованы два набора данных: спутниковый GPCP (2,5° × 2,5°, с 1979 года) для всей тропической зоны (35° ю.ш. – 35° с.ш.) и наземный GPCC (0,5° × 0,5°, с 1950 года) только для суши. Годовые суммы осадков в каждой точке сетки сравнивались между эпохами: тёплой фазой Эль-Ниньо 1979–1997 и холодной 1998–2013, а также холодной 1960–1978 и тёплой 1979–1997. Строились гистограммы распределения годовых сумм, проверялась значимость различий критерием Колмогорова–Смирнова, а затем наносились на карту точки, где суммы превышали 3000 мм или не достигали 200 мм хотя бы раз за эпоху.
При переходе от тёплой фазы к холодной (1979–1997 → 1998–2013) вероятность годовых сумм ниже 200 мм и выше 3000 мм значимо выросла. Критерий Колмогорова–Смирнова дал расстояние 0,02 с p-значением, близким к нулю. Географически это проявилось как появление новых сверхвлажных точек у западной части морского континента, над Индийским океаном и у западного побережья Южной Америки, а также как расширение сухих зон у западных берегов Австралии, Северной и Южной Америки. При обратном переходе (1960–1978 → 1979–1997) картина оказалась почти зеркальной: влажные зоны сокращались, сухие появлялись в южной Африке и Сахеле, а засушливость отступала в Пакистане, на западе США и в Австралии. Это указывает на доминирующую роль фаз Эль-Ниньо, а не постепенного потепления, поскольку средняя температура во втором случае росла, а крайности осадков убывали.
В отличие от соседних работ, которые связывают изменения осадков с ростом температуры или рассматривают отдельные регионы, здесь показано, что глобальная картина крайностей годовых сумм в тропиках подчиняется естественному ритму Эль-Ниньо. Это первая проверка гипотезы о «воске и убывании» крайностей накопления осадков на основе спутниковых данных за несколько десятилетий. Результат ставит под сомнение однозначную атрибуцию наблюдаемых изменений влажных и сухих зон антропогенному потеплению.
Тема может развиваться в сторону разделения вкладов потепления и естественной изменчивости. Для этого нужно сравнивать эпохи с одинаковой фазой Эль-Ниньо, но разной средней температурой. Также перспективно включить данные о продолжительности и интенсивности отдельных дождливых сезонов, чтобы связать годовые суммы с короткими ливнями, которые обычно изучаются отдельно.
Результаты важны для климатического моделирования, сезонного прогнозирования и оценок риска засух и наводнений в тропических странах. Они также влияют на интерпретацию трендов в данных наблюдений.
Следующим шагом может стать сравнение крайностей осадков между двумя холодными фазами Эль-Ниньо (1960–1978 и 1998–2013) для оценки вклада потепления. Также полезно повторить анализ с более новыми данными, охватывающими последние годы.
Для климатологии остаётся нерешённым вопрос о том, насколько наблюдаемые изменения гидрологического цикла вызваны антропогенным воздействием, а насколько — естественной изменчивостью. Эта работа показывает, что для тропических годовых осадков естественная компонента может доминировать, что усложняет выделение антропогенного сигнала.
Порог для «сухого» года в этой работе — 200 мм. Для сравнения, в Москве в среднем выпадает около 700 мм осадков в год, то есть тропическая точка с 200 мм втрое суше столицы России.