პროფესორი ტიფანი შოუ, პროფესორი, გეოლოგიის დეპარტამენტი, ჩიკაგოს უნივერსიტეტი
სამხრეთ ნახევარსფერო ძალიან მღელვარე ადგილია. სხვადასხვა განედებში ქარი აღწერილია, როგორც "ორმოცი გრადუსი", "აღშფოთებული ორმოცდაათი გრადუსი" და "ყვირილი სამოცი გრადუსი". ტალღები აღწევს უზარმაზარ 78 ფუტს (24 მეტრი).
როგორც ყველამ ვიცით, ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ვერაფერი შეესაბამება სამხრეთ ნახევარსფეროში ძლიერი ქარიშხლები, ქარი და ტალღები. რატომ?
მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის სამართალწარმოებაში გამოქვეყნებულ ახალ კვლევაში, მე და ჩემი კოლეგები გავარკვიეთ, თუ რატომ არის უფრო გავრცელებული ქარიშხალი სამხრეთ ნახევარსფეროში, ვიდრე ჩრდილოეთით.
დაკვირვებების, თეორიისა და კლიმატის მოდელებისგან მტკიცებულებათა რამდენიმე სტრიქონის შერწყმა, ჩვენი შედეგები მიუთითებს ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში გლობალური ოკეანეური „კონვეიერის ქამრების“ და დიდი მთების ფუნდამენტურ როლზე.
ჩვენ ასევე ვაჩვენებთ, რომ დროთა განმავლობაში, სამხრეთ ნახევარსფეროში ქარიშხალი უფრო ინტენსიური გახდა, ხოლო ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში მყოფი. ეს შეესაბამება გლობალური დათბობის კლიმატის მოდელის მოდელს.
ეს ცვლილებები მნიშვნელოვანია იმის გამო, რომ ჩვენ ვიცით, რომ უფრო ძლიერმა ქარიშხალმა შეიძლება გამოიწვიოს უფრო მძიმე ზემოქმედება, როგორიცაა უკიდურესი ქარი, ტემპერატურა და ნალექი.
დიდი ხნის განმავლობაში, დედამიწაზე ამინდის უმეტესობა მიწის ნაკვეთიდან მზადდებოდა. ამან მეცნიერებს აშკარა სურათი მისცა ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ქარიშხლის შესახებ. ამასთან, სამხრეთ ნახევარსფეროში, რომელიც მოიცავს მიწის დაახლოებით 20 პროცენტს, ჩვენ ვერ მივიღეთ ქარიშხლების მკაფიო სურათი, სანამ სატელიტური დაკვირვებები ხელმისაწვდომი გახდა 1970 -იანი წლების ბოლოს.
ათწლეულების განმავლობაში დაკვირვებით, სატელიტის ეპოქის დაწყებიდან, ჩვენ ვიცით, რომ სამხრეთ ნახევარსფეროში ქარიშხალი დაახლოებით 24 პროცენტით უფრო ძლიერია, ვიდრე ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში.
ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ რუქაზე, რომელიც გვიჩვენებს საშუალო წლიური ქარიშხლის ინტენსივობას სამხრეთ ნახევარსფეროსთვის (ზედა), ჩრდილოეთ ნახევარსფერო (ცენტრი) და მათ შორის განსხვავება (ქვედა) 1980 წლიდან 2018 წლამდე.
რუქაზე ნაჩვენებია ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში სამხრეთ ოკეანეში ქარიშხლების მუდმივად მაღალი ინტენსივობა და მათი კონცენტრაცია წყნარ ოკეანეში და ატლანტის ოკეანეებში (ფორთოხალი და ჩრდილში) ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში. განსხვავების რუკა გვიჩვენებს, რომ ქარიშხალი უფრო ძლიერია სამხრეთ ნახევარსფეროში, ვიდრე ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში (ფორთოხლის დაჩრდილვა) უმეტესად გრძივი.
მიუხედავად იმისა, რომ არსებობს მრავალი განსხვავებული თეორია, არავინ გთავაზობთ საბოლოო განმარტებას ორ ნახევარსფეროს შორის ქარიშხლის განსხვავებას.
მიზეზების გარკვევა, როგორც ჩანს, რთული ამოცანაა. როგორ გავიგოთ ასეთი რთული სისტემა, რომელიც ათასობით კილომეტრს მოიცავს, როგორც ატმოსფერო? ჩვენ არ შეგვიძლია დედამიწა ქილაში ჩავდოთ და მისი შესწავლა. ამასთან, ეს სწორედ ის არის, რასაც 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 ემყარება დედამიწის კლიმატის ფიზიკურ მოდელებს, დაწყებული უმარტივესი ერთგანზომილებიანი ტემპერატურის მოდელებით, სრულფასოვანი სამგანზომილებიანი მოდელებით. იგი შეისწავლის კლიმატის პასუხს ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის დონის მატებასთან ერთად, სხვადასხვა ფიზიკური სირთულის მოდელების საშუალებით და მონიტორინგებს წარმოქმნიან სიგნალებს ფუძემდებლური ფიზიკური ფენომენებისგან.
სამხრეთ ნახევარსფეროში მეტი ქარიშხლის გასაგებად, ჩვენ შევიკრიბეთ რამდენიმე მტკიცებულება, მათ შორის ფიზიკაზე დაფუძნებული კლიმატის მოდელების მონაცემები. პირველ ეტაპზე, ჩვენ ვსწავლობთ დაკვირვებებს იმ თვალსაზრისით, თუ როგორ განაწილებულია ენერგია დედამიწის მასშტაბით.
ვინაიდან დედამიწა არის სფერო, მისი ზედაპირი მზის სხივების არათანაბრად იღებს მზისგან. ენერგიის უმეტესი ნაწილი მიიღება და შეიწოვება ეკვატორში, სადაც მზის სხივები უფრო პირდაპირ ზედაპირს მოხვდა. ამის საპირისპიროდ, ბოძები, რომლებიც მსუბუქად მოხვდებიან ციცაბო კუთხეებში, ნაკლებ ენერგიას იღებენ.
ათწლეულების განმავლობაში ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ქარიშხლის სიძლიერე ენერგიის ამ განსხვავებიდან გამომდინარეობს. არსებითად, ისინი ამ განსხვავებულობაში შენახული "სტატიკური" ენერგიას გადააქცევენ მოძრაობის "კინეტიკურ" ენერგიას. ეს გადასვლა ხდება პროცესის მეშვეობით, რომელიც ცნობილია როგორც "ბაროკლინური არასტაბილურობა".
ეს მოსაზრება მიგვითითებს იმაზე, რომ ინციდენტის მზის შუქი ვერ ხსნის სამხრეთ ნახევარსფეროში ქარიშხლების უფრო მეტ რაოდენობას, რადგან ორივე ნახევარსფერო იღებს მზის ერთსა და იმავე რაოდენობას. ამის ნაცვლად, ჩვენი სადამკვირვებლო ანალიზით ვარაუდობენ, რომ სამხრეთ და ჩრდილოეთს შორის ქარიშხლის ინტენსივობის სხვაობა შეიძლება გამოწვეული იყოს ორი განსხვავებული ფაქტორით.
პირველ რიგში, ოკეანის ენერგიის ტრანსპორტირება, რომელსაც ხშირად უწოდებენ "კონვეიერის ქამარს". წყალი იძირება ჩრდილოეთ პოლუსთან ახლოს, მიედინება ოკეანის იატაკის გასწვრივ, იზრდება ანტარქტიდის გარშემო და მიედინება ეკვატორის გასწვრივ ჩრდილოეთით, რომელსაც ენერგია ატარებს. საბოლოო შედეგი არის ენერგიის გადაცემა ანტარქტიდადან ჩრდილოეთ პოლუსში. ეს ქმნის უფრო მეტ ენერგიას კონტრასტს ეკვატორსა და სამხრეთ ნახევარსფეროში მდებარე ბოძებს შორის, ვიდრე ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში, რის შედეგადაც უფრო მძიმე ქარიშხალი ხდება სამხრეთ ნახევარსფეროში.
მეორე ფაქტორი არის დიდი მთები ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში, რაც, როგორც მანაბეს ადრეული ნამუშევარი ვარაუდობს, ქარიშხალებს აწყნარებს. ჰაერის დინებები დიდ მთის მწვერვალებზე ქმნის ფიქსირებულ სიმაღლეს და დაბლა, რაც ამცირებს ქარიშხლისთვის ხელმისაწვდომი ენერგიის რაოდენობას.
ამასთან, დაფიქსირებული მონაცემების ანალიზმა ვერ დაადასტურა ეს მიზეზები, რადგან ძალიან ბევრი ფაქტორი მოქმედებს და ურთიერთქმედებს ერთდროულად. ასევე, ჩვენ არ შეგვიძლია გამოვრიცხოთ ინდივიდუალური მიზეზები მათი მნიშვნელობის შესამოწმებლად.
ამისათვის, ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ კლიმატის მოდელები იმის შესასწავლად, თუ როგორ იცვლება ქარიშხალი, როდესაც სხვადასხვა ფაქტორები ამოღებულია.
როდესაც დედამიწის მთებს სიმულაციაში გავაფართოვეთ, ნახევარსფეროებს შორის ქარიშხლის ინტენსივობის განსხვავება განახევრდა. როდესაც ოკეანის კონვეიერის ქამარი ამოვიღეთ, ქარიშხლის განსხვავების მეორე ნახევარი გაქრა. ამრიგად, პირველად, ჩვენ აღმოვაჩენთ კონკრეტულ ახსნას სამხრეთ ნახევარსფეროში ქარიშხლისთვის.
იმის გამო, რომ ქარიშხალი ასოცირდება მძიმე სოციალურ ზემოქმედებასთან, როგორიცაა უკიდურესი ქარი, ტემპერატურა და ნალექი, მნიშვნელოვანი კითხვა, რომელსაც ჩვენ უნდა ვუპასუხოთ, არის თუ არა მომავალი ქარიშხლები უფრო ძლიერი ან სუსტი.
მიიღეთ ყველა ძირითადი სტატიისა და ნაშრომების შეჯამებული შეჯამებები ნახშირბადის მოკლე შინაარსიდან ელ.ფოსტით. შეიტყვეთ მეტი ჩვენი ბიულეტენის შესახებ აქ.
მიიღეთ ყველა ძირითადი სტატიისა და ნაშრომების შეჯამებული შეჯამებები ნახშირბადის მოკლე შინაარსიდან ელ.ფოსტით. შეიტყვეთ მეტი ჩვენი ბიულეტენის შესახებ აქ.
კლიმატის ცვლილების შედეგების მოსაგვარებლად საზოგადოებების მოსამზადებლად მთავარი ინსტრუმენტია პროგნოზების მიწოდება კლიმატის მოდელებზე დაყრდნობით. ახალი გამოკვლევა ვარაუდობს, რომ საშუალო სამხრეთ ნახევარსფეროს ქარიშხალი უფრო ინტენსიური გახდება საუკუნის ბოლოს.
ამის საპირისპიროდ, ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ქარიშხლების საშუალო წლიური ინტენსივობის ცვლილებები ზომიერია. ეს ნაწილობრივ გამოწვეულია ტროპიკებში დათბობას შორის სეზონური ეფექტების გამო, რაც ქარიშხლებს აძლიერებს და არქტიკაში სწრაფ დათბობას, რაც მათ სუსტად აქცევს.
თუმცა, კლიმატი აქ და ახლა იცვლება. როდესაც ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში ვუყურებთ ცვლილებებს, აღმოვაჩენთ, რომ საშუალო ქარიშხალი უფრო ინტენსიური გახდა სამხრეთ ნახევარსფეროში წლის განმავლობაში, ხოლო ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ცვლილებები უმნიშვნელო იყო, იმავე პერიოდში კლიმატის მოდელის პროგნოზებთან შესაბამისობაშია.
მიუხედავად იმისა, რომ მოდელები აფასებენ სიგნალს, ისინი მიუთითებენ ცვლილებებზე, რომლებიც ხდება იგივე ფიზიკური მიზეზების გამო. ანუ, ოკეანეში ცვლილებები ზრდის ქარიშხლებს, რადგან თბილი წყალი ეკვატორისკენ მოძრაობს და ცივი წყალი ანტარქტიდის გარშემო ზედაპირზეა მიყვანილი, რომ შეცვალოს იგი, რის შედეგადაც უფრო ძლიერი კონტრასტი ხდება ეკვატორსა და ბოძებს შორის.
ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში, ოკეანის ცვლილებები ანაზღაურდება ზღვის ყინულის და თოვლის დაკარგვით, რამაც არქტიკამ უფრო მეტი მზის შთანთქა და ეკვატორსა და ბოძებს შორის კონტრასტის შესუსტება.
სწორი პასუხის მიღების ფსონები მაღალია. მომავალი სამუშაოსთვის მნიშვნელოვანი იქნება იმის დასადგენად, თუ რატომ არ შეაფასებენ მოდელები დაკვირვებულ სიგნალს, მაგრამ თანაბრად მნიშვნელოვანი იქნება სწორი პასუხის მიღება სწორი ფიზიკური მიზეზების გამო.
Xiao, T. et al. (2022) ქარიშხალი სამხრეთ ნახევარსფეროში მიწის ნაკვეთების და ოკეანის მიმოქცევის გამო, ამერიკის შეერთებული შტატების მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის წარმოება, DOI: 10.1073/pnas.2123512119
მიიღეთ ყველა ძირითადი სტატიისა და ნაშრომების შეჯამებული შეჯამებები ნახშირბადის მოკლე შინაარსიდან ელ.ფოსტით. შეიტყვეთ მეტი ჩვენი ბიულეტენის შესახებ აქ.
მიიღეთ ყველა ძირითადი სტატიისა და ნაშრომების შეჯამებული შეჯამებები ნახშირბადის მოკლე შინაარსიდან ელ.ფოსტით. შეიტყვეთ მეტი ჩვენი ბიულეტენის შესახებ აქ.
გამოქვეყნებულია CC ლიცენზიით. თქვენ შეგიძლიათ რეპროდუცირება მოახდინოთ დაუოკებელი მასალის მთლიანობაში არაკომერციული გამოყენებისთვის, ნახშირბადის მოკლე ბმულზე და სტატიის ბმულზე. გთხოვთ, დაგვიკავშირდეთ კომერციული გამოყენებისთვის.