Понимание глобальных закономерностей осадков имеет решающее значение для решения проблем, связанных с последствиями изменения климата и обеспечения водной и продовольственной безопасности. В этом исследовании анализируются пространственно-временные вариации, стационарность, гетероскедастичность* и изменения распределения глобальных осадков с 1891 по 2019 гг. с использованием нескольких статистических подходов. Пространственно-временной анализ глобальной изменчивости осадков выявил разнонаправленные тенденции: в 32% и 21% регионов мира наблюдалось статистически значимое увеличение (p < 0,05) и уменьшение осадков соответственно (на основе модифицированного теста Манна-Кендалла). Тенденции осадков в основном увеличивались, особенно выраженные на широте 30° с. ш. Временные сдвиги режима, выявленные с помощью тестов Петитта и анализа CUSUM, преимущественно группировались между 1955 и 1987 гг., в течение которых в 38% регионов мира наблюдались значительные изменения осадков. Оценки стационарности далее указали на нестационарное поведение в 78% изученных регионов на основе тестов ADF и KPSS, что предполагает широко распространённую временную зависимость в структурах осадков. Эти результаты в совокупности подчёркивают как пространственную неоднородность, так и временную нестационарность, характеризующие современные гидроклиматические изменения. Глобальный анализ осадков выявил выраженную пространственную неоднородность, при этом только 7% регионов демонстрируют регулярную концентрацию осадков по сравнению с 60% с умеренной концентрацией и 33% демонстрируют нерегулярные режимы на основе индекса PCI. Временной анализ выявил значительный сдвиг (p < 0,05) в сторону всё более нерегулярных структур в последние десятилетия, что предполагает усиление гидроклиматической изменчивости при изменении климата. Изучение статистических распределений по временным точкам разрыва показало значительные изменения в 59% случаев, особенно сконцентрированных в северной Азии (увеличение), северной/северо-восточной части Северной Америки (в основном увеличение), Южной Америке, на Ближнем Востоке (в основном уменьшение) и в Африке (в основном уменьшение). Эти результаты в совокупности демонстрируют как увеличение пространственно-временной изменчивости осадков, так и фундаментальные изменения в статистических свойствах с заметными региональными различиями в изменениях распределения. Наблюдаемые структуры гетероскедастичности ещё больше подчёркивают нестационарную природу современных режимов осадков.

*Неоднородность наблюдений, выражающаяся в неодинаковой (непостоянной) дисперсии случайной ошибки регрессионной модели

.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-025-06050-5