პროფესორი ტიფანი შოუ, ჩიკაგოს უნივერსიტეტის გეომეცნიერებათა დეპარტამენტის პროფესორი
სამხრეთ ნახევარსფერო ძალიან მღელვარე ადგილია.ქარები სხვადასხვა განედებზე აღწერილია, როგორც „ორმოცი გრადუსი მღელვარე“, „გაბრაზებული ორმოცდაათი გრადუსი“ და „ყვირილი სამოცი გრადუსი“.ტალღები აღწევს უზარმაზარ 78 ფუტს (24 მეტრს).
როგორც ყველამ ვიცით, ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ვერაფერი შეედრება ძლიერ ქარიშხალს, ქარს და ტალღებს სამხრეთ ნახევარსფეროში.რატომ?
ახალ კვლევაში, რომელიც გამოქვეყნდა Proceedings of the National Academy of Sciences-ში, მე და ჩემმა კოლეგებმა აღმოვაჩინეთ, რატომ არის ქარიშხალი უფრო გავრცელებული სამხრეთ ნახევარსფეროში, ვიდრე ჩრდილოეთში.
დაკვირვებების, თეორიისა და კლიმატის მოდელების რამდენიმე ხაზის შერწყმა, ჩვენი შედეგები მიუთითებს გლობალური ოკეანის „კონვეიერის სარტყლების“ და დიდი მთების ფუნდამენტურ როლზე ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში.
ჩვენ ასევე ვაჩვენებთ, რომ დროთა განმავლობაში, ქარიშხალი სამხრეთ ნახევარსფეროში უფრო ინტენსიური გახდა, ხოლო ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში - არა.ეს შეესაბამება გლობალური დათბობის კლიმატის მოდელის მოდელირებას.
ეს ცვლილებები მნიშვნელოვანია, რადგან ვიცით, რომ ძლიერმა შტორმებმა შეიძლება გამოიწვიოს უფრო მძიმე ზემოქმედება, როგორიცაა ექსტრემალური ქარი, ტემპერატურა და ნალექი.
დიდი ხნის განმავლობაში, დედამიწაზე ამინდის დაკვირვების უმეტესობა ხმელეთიდან ხდებოდა.ამან მეცნიერებს მისცა ნათელი სურათი ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ქარიშხლის შესახებ.თუმცა, სამხრეთ ნახევარსფეროში, რომელიც მოიცავს ხმელეთის დაახლოებით 20 პროცენტს, ჩვენ ვერ მივიღეთ შტორმების მკაფიო სურათი, სანამ სატელიტური დაკვირვებები ხელმისაწვდომი გახდა 1970-იანი წლების ბოლოს.
სატელიტური ეპოქის დაწყებიდან ათწლეულების განმავლობაში დაკვირვებიდან ჩვენ ვიცით, რომ სამხრეთ ნახევარსფეროში ქარიშხალი დაახლოებით 24 პროცენტით უფრო ძლიერია, ვიდრე ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში.
ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ რუკაზე, რომელიც გვიჩვენებს დაკვირვებულ საშუალო წლიურ შტორმის ინტენსივობას სამხრეთ ნახევარსფეროში (ზედა), ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში (ცენტრი) და მათ შორის განსხვავება (ქვემოთ) 1980 წლიდან 2018 წლამდე. (გაითვალისწინეთ, რომ სამხრეთ პოლუსი არის პირველ და ბოლო რუკებს შორის შედარების ზედა ნაწილი.)
რუკაზე ნაჩვენებია ქარიშხლების მუდმივი მაღალი ინტენსივობა სამხრეთ ოკეანეში სამხრეთ ნახევარსფეროში და მათი კონცენტრაცია წყნარ ოკეანეში და ატლანტის ოკეანეებში (ნარინჯისფრად დაჩრდილული) ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში.განსხვავება რუკაზე გვიჩვენებს, რომ ქარიშხალი სამხრეთ ნახევარსფეროში უფრო ძლიერია, ვიდრე ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში (ფორთოხლისფერი დაჩრდილვა) უმეტეს განედებზე.
მიუხედავად იმისა, რომ არსებობს მრავალი განსხვავებული თეორია, არავინ გვთავაზობს საბოლოო ახსნას ორ ნახევარსფეროს შორის ქარიშხლების განსხვავებაზე.
მიზეზების გარკვევა რთული ამოცანაა.როგორ გავიგოთ ისეთი რთული სისტემა, რომელიც მოიცავს ათასობით კილომეტრს, როგორც ატმოსფერო?ჩვენ არ შეგვიძლია დედამიწა ქილაში ჩავდოთ და შევისწავლოთ.თუმცა, ეს არის ზუსტად ის, რასაც აკეთებენ მეცნიერები, რომლებიც სწავლობენ კლიმატის ფიზიკას.ჩვენ ვიყენებთ ფიზიკის კანონებს და ვიყენებთ მათ დედამიწის ატმოსფეროსა და კლიმატის გასაგებად.
ამ მიდგომის ყველაზე ცნობილი მაგალითია დოქტორ შურო მანაბეს პიონერული ნაშრომი, რომელმაც მიიღო 2021 წლის ნობელის პრემია ფიზიკაში „გლობალური დათბობის საიმედო პროგნოზისთვის“.მისი პროგნოზები ეფუძნება დედამიწის კლიმატის ფიზიკურ მოდელებს, დაწყებული უმარტივესი ერთგანზომილებიანი ტემპერატურის მოდელებიდან სრულფასოვან სამგანზომილებიან მოდელებამდე.იგი სწავლობს კლიმატის რეაქციას ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის დონის მატებაზე, სხვადასხვა ფიზიკური სირთულის მოდელების მეშვეობით და აკონტროლებს ფონური ფიზიკური ფენომენების გაჩენილ სიგნალებს.
სამხრეთ ნახევარსფეროში მეტი ქარიშხლის გასაგებად, ჩვენ შევაგროვეთ მტკიცებულებების რამდენიმე ხაზი, მათ შორის ფიზიკაზე დაფუძნებული კლიმატის მოდელების მონაცემები.პირველ ეტაპზე ჩვენ ვსწავლობთ დაკვირვებებს იმის თაობაზე, თუ როგორ ნაწილდება ენერგია დედამიწაზე.
ვინაიდან დედამიწა არის სფერო, მისი ზედაპირი მზის გამოსხივებას არათანაბრად იღებს მზისგან.ენერგიის უმეტესი ნაწილი მიიღება და შეიწოვება ეკვატორზე, სადაც მზის სხივები უფრო პირდაპირ ურტყამს ზედაპირს.ამის საპირისპიროდ, ბოძები, რომლებსაც სინათლე ციცაბო კუთხით ეცემა, ნაკლებ ენერგიას იღებენ.
ათწლეულების განმავლობაში ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ქარიშხლის სიძლიერე ენერგიის ამ განსხვავებაზე მოდის.არსებითად, ისინი გარდაქმნიან ამ განსხვავებაში შენახულ „სტატიკური“ ენერგიას მოძრაობის „კინეტიკურ“ ენერგიად.ეს გადასვლა ხდება პროცესის მეშვეობით, რომელიც ცნობილია როგორც "ბაროკლინიკური არასტაბილურობა".
ეს მოსაზრება ვარაუდობს, რომ მზის შუქი ვერ ხსნის ქარიშხლების დიდ რაოდენობას სამხრეთ ნახევარსფეროში, რადგან ორივე ნახევარსფერო ერთნაირი რაოდენობით იღებს მზის შუქს.ამის ნაცვლად, ჩვენი დაკვირვების ანალიზი ვარაუდობს, რომ ქარიშხლის ინტენსივობის განსხვავება სამხრეთსა და ჩრდილოეთს შორის შეიძლება იყოს ორი განსხვავებული ფაქტორის გამო.
პირველი, ოკეანის ენერგიის ტრანსპორტირება, რომელსაც ხშირად უწოდებენ "კონვეიერის სარტყელს".წყალი იძირება ჩრდილოეთ პოლუსთან, მიედინება ოკეანის ფსკერის გასწვრივ, ამოდის ანტარქტიდის გარშემო და მიედინება უკან ჩრდილოეთით ეკვატორის გასწვრივ და თან ატარებს ენერგიას.საბოლოო შედეგი არის ენერგიის გადატანა ანტარქტიდიდან ჩრდილოეთ პოლუსზე.ეს ქმნის უფრო დიდ ენერგეტიკულ კონტრასტს ეკვატორსა და პოლუსებს შორის სამხრეთ ნახევარსფეროში, ვიდრე ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში, რის შედეგადაც სამხრეთ ნახევარსფეროში უფრო ძლიერი შტორმები წარმოიქმნება.
მეორე ფაქტორი არის დიდი მთები ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში, რომლებიც, როგორც მანაბეს ადრინდელი ნაშრომი ვარაუდობდა, ქარიშხალს აქრობს.ჰაერის ნაკადები დიდ მთიანეთებზე ქმნის ფიქსირებულ სიმაღლეებს და დაბლებს, რაც ამცირებს ქარიშხლებისთვის ხელმისაწვდომ ენერგიას.
თუმცა, მხოლოდ დაკვირვებული მონაცემების ანალიზი ვერ დაადასტურებს ამ მიზეზებს, რადგან ძალიან ბევრი ფაქტორი მოქმედებს და ურთიერთქმედებს ერთდროულად.ასევე, ჩვენ არ შეგვიძლია გამოვრიცხოთ ინდივიდუალური მიზეზები მათი მნიშვნელობის შესამოწმებლად.
ამისათვის ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ კლიმატის მოდელები, რათა შევისწავლოთ როგორ იცვლება ქარიშხალი სხვადასხვა ფაქტორების მოხსნისას.
როდესაც სიმულაციაში დედამიწის მთები გავასწორეთ, ნახევარსფეროებს შორის ქარიშხლის ინტენსივობის სხვაობა განახევრდა.როდესაც ოკეანის კონვეიერის ქამარი მოვხსენით, ქარიშხლის სხვაობის მეორე ნახევარი გაქრა.ამრიგად, ჩვენ პირველად ვხსნით სამხრეთ ნახევარსფეროში ქარიშხლების კონკრეტულ ახსნას.
ვინაიდან შტორმები ასოცირდება მძიმე სოციალურ ზემოქმედებასთან, როგორიცაა ექსტრემალური ქარი, ტემპერატურა და ნალექები, მნიშვნელოვანი კითხვა, რომელსაც ჩვენ უნდა ვუპასუხოთ, არის თუ არა მომავალი შტორმები უფრო ძლიერი თუ სუსტი.
მიიღეთ ყველა ძირითადი სტატიისა და ნაშრომის კურირებული რეზიუმეები Carbon Brief-დან ელექტრონული ფოსტით.შეიტყვეთ მეტი ჩვენი ბიულეტენის შესახებ აქ.
მიიღეთ ყველა ძირითადი სტატიისა და ნაშრომის კურირებული რეზიუმეები Carbon Brief-დან ელექტრონული ფოსტით.შეიტყვეთ მეტი ჩვენი ბიულეტენის შესახებ აქ.
ძირითადი ინსტრუმენტი საზოგადოებების მოსამზადებლად კლიმატის ცვლილების შედეგების დასაძლევად არის კლიმატის მოდელებზე დაფუძნებული პროგნოზების უზრუნველყოფა.ახალი კვლევა ვარაუდობს, რომ სამხრეთ ნახევარსფეროს საშუალო შტორმები საუკუნის ბოლოს უფრო ინტენსიური გახდება.
პირიქით, ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ქარიშხლების საშუალო წლიური ინტენსივობის ცვლილებები მოსალოდნელია ზომიერი.ეს ნაწილობრივ განპირობებულია სეზონური ეფექტებით ტროპიკებში დათბობას შორის, რაც ქარიშხლებს აძლიერებს და არქტიკაში სწრაფ დათბობას, რაც მათ სუსტს ხდის.
თუმცა, აქ და ახლა კლიმატი იცვლება.როდესაც გადავხედავთ ცვლილებებს ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში, აღმოვაჩენთ, რომ საშუალო ქარიშხალი უფრო ინტენსიური გახდა წლის განმავლობაში სამხრეთ ნახევარსფეროში, ხოლო ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ცვლილებები უმნიშვნელო იყო, რაც შეესაბამება იმავე პერიოდის კლიმატის მოდელის პროგნოზებს. .
მიუხედავად იმისა, რომ მოდელები არ აფასებენ სიგნალს, ისინი მიუთითებენ იმავე ფიზიკური მიზეზების გამო მომხდარ ცვლილებებზე.ანუ, ოკეანეში ცვლილებები ზრდის შტორმებს, რადგან უფრო თბილი წყალი მოძრაობს ეკვატორისკენ და ანტარქტიდის გარშემო უფრო ცივი წყალი ამოდის ზედაპირზე მის ნაცვლად, რის შედეგადაც უფრო ძლიერი კონტრასტია ეკვატორსა და პოლუსებს შორის.
ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ოკეანის ცვლილებები კომპენსირდება ზღვის ყინულისა და თოვლის დაკარგვით, რის გამოც არქტიკა უფრო მზის შუქს შთანთქავს და ასუსტებს კონტრასტს ეკვატორსა და პოლუსებს შორის.
სწორი პასუხის მიღების ფსონები დიდია.მომავალი მუშაობისთვის მნიშვნელოვანი იქნება იმის დადგენა, თუ რატომ აფასებენ მოდელები დაკვირვებულ სიგნალს, მაგრამ თანაბრად მნიშვნელოვანი იქნება სწორი პასუხის მიღება სწორი ფიზიკური მიზეზების გამო.
Xiao, T. და სხვ.(2022) შტორმები სამხრეთ ნახევარსფეროში მიწის ფორმისა და ოკეანის მიმოქცევის გამო, ამერიკის შეერთებული შტატების მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის შრომები, doi: 10.1073/pnas.2123512119
მიიღეთ ყველა ძირითადი სტატიისა და ნაშრომის კურირებული რეზიუმეები Carbon Brief-დან ელექტრონული ფოსტით.შეიტყვეთ მეტი ჩვენი ბიულეტენის შესახებ აქ.
მიიღეთ ყველა ძირითადი სტატიისა და ნაშრომის კურირებული რეზიუმეები Carbon Brief-დან ელექტრონული ფოსტით.შეიტყვეთ მეტი ჩვენი ბიულეტენის შესახებ აქ.
გამოქვეყნებულია CC ლიცენზიით.თქვენ შეგიძლიათ აწარმოოთ არაადაპტირებული მასალა მთლიანად არაკომერციული გამოყენებისთვის Carbon Brief-ის ბმულით და სტატიის ბმულით.გთხოვთ დაგვიკავშირდეთ კომერციული გამოყენებისთვის.