პროფესორი ტიფანი შოუ, პროფესორი, გეომეცნიერებების დეპარტამენტი, ჩიკაგოს უნივერსიტეტი
სამხრეთ ნახევარსფერო ძალიან ტურბულენტური ადგილია. სხვადასხვა განედზე ქარი აღწერილია, როგორც „მძვინვარე ორმოცი გრადუსი“, „მძვინვარე ორმოცდაათი გრადუსი“ და „მყვირალა სამოცი გრადუსი“. ტალღების სიმაღლე 24 მეტრს აღწევს.
როგორც ყველამ ვიცით, ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ვერაფერი შეედრება სამხრეთ ნახევარსფეროში არსებულ ძლიერ შტორმებს, ქარსა და ტალღებს. რატომ?
მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის შრომებში გამოქვეყნებულ ახალ კვლევაში, მე და ჩემი კოლეგები ვხსნით, თუ რატომ არის შტორმები უფრო ხშირი სამხრეთ ნახევარსფეროში, ვიდრე ჩრდილოეთში.
დაკვირვებებიდან, თეორიიდან და კლიმატის მოდელებიდან მიღებული რამდენიმე მტკიცებულების გაერთიანებით, ჩვენი შედეგები მიუთითებს გლობალური ოკეანური „კონვეიერის სარტყლების“ და ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში არსებული დიდი მთების ფუნდამენტურ როლზე.
ჩვენ ასევე ვაჩვენებთ, რომ დროთა განმავლობაში სამხრეთ ნახევარსფეროში შტორმები უფრო ინტენსიური გახდა, ხოლო ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში - არა. ეს თანხვედრაშია გლობალური დათბობის კლიმატის მოდელის მოდელირებასთან.
ეს ცვლილებები მნიშვნელოვანია, რადგან ვიცით, რომ ძლიერმა შტორმებმა შეიძლება გამოიწვიოს უფრო სერიოზული შედეგები, როგორიცაა ექსტრემალური ქარი, ტემპერატურა და ნალექი.
დიდი ხნის განმავლობაში, დედამიწაზე ამინდის დაკვირვებების უმეტესობა ხმელეთიდან ხდებოდა. ამან მეცნიერებს ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ქარიშხლის შესახებ მკაფიო სურათი მისცა. თუმცა, სამხრეთ ნახევარსფეროში, რომელიც ხმელეთის დაახლოებით 20 პროცენტს მოიცავს, ქარიშხლების შესახებ მკაფიო სურათი მხოლოდ 1970-იანი წლების ბოლოს თანამგზავრული დაკვირვებების ხელმისაწვდომობამდე მივიღეთ.
თანამგზავრული ერის დასაწყისიდან ათწლეულების განმავლობაში ჩატარებული დაკვირვებების საფუძველზე, ვიცით, რომ სამხრეთ ნახევარსფეროში შტორმები დაახლოებით 24 პროცენტით უფრო ძლიერია, ვიდრე ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში.
ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ რუკაზე, რომელიც აჩვენებს სამხრეთ ნახევარსფეროს (ზედა), ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს (ცენტრში) დაკვირვებულ საშუალო წლიურ შტორმების ინტენსივობას და მათ შორის სხვაობას (ქვედა) 1980 წლიდან 2018 წლამდე. (გაითვალისწინეთ, რომ სამხრეთ პოლუსი პირველ და ბოლო რუკებს შორის შედარების ზედა ნაწილშია მოცემული.)
რუკაზე ნაჩვენებია სამხრეთ ნახევარსფეროში, სამხრეთ ოკეანეში, შტორმების მუდმივად მაღალი ინტენსივობა და მათი კონცენტრაცია ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში, წყნარ და ატლანტიკურ ოკეანეებში (ნარინჯისფრად დაჩრდილულია). სხვაობის რუკა აჩვენებს, რომ შტორმები სამხრეთ ნახევარსფეროში უფრო ძლიერია, ვიდრე ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში (ნარინჯისფერი დაჩრდილვა) უმეტეს განედებზე.
მიუხედავად იმისა, რომ მრავალი განსხვავებული თეორია არსებობს, ვერავინ გვთავაზობს ზუსტ ახსნას ორ ნახევარსფეროს შორის შტორმების განსხვავების შესახებ.
მიზეზების გარკვევა, როგორც ჩანს, რთული ამოცანაა. როგორ გავიგოთ ისეთი რთული სისტემა, რომელიც ათასობით კილომეტრს მოიცავს, როგორიც ატმოსფეროა? ჩვენ არ შეგვიძლია დედამიწა ქილაში ჩავდოთ და შევისწავლოთ. თუმცა, სწორედ ამას აკეთებენ კლიმატის ფიზიკის შემსწავლელი მეცნიერები. ჩვენ ვიყენებთ ფიზიკის კანონებს და ვიყენებთ მათ დედამიწის ატმოსფეროსა და კლიმატის გასაგებად.
ამ მიდგომის ყველაზე ცნობილი მაგალითია დოქტორ შურო მანაბეს პიონერული ნაშრომი, რომელმაც 2021 წელს ფიზიკის დარგში ნობელის პრემია მიიღო „გლობალური დათბობის სანდო პროგნოზირებისთვის“. მისი პროგნოზები ეფუძნება დედამიწის კლიმატის ფიზიკურ მოდელებს, უმარტივესი ერთგანზომილებიანი ტემპერატურის მოდელებიდან დაწყებული სრულფასოვანი სამგანზომილებიანი მოდელებით დამთავრებული. ის სწავლობს კლიმატის რეაქციას ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის დონის მატებაზე სხვადასხვა ფიზიკური სირთულის მოდელების მეშვეობით და აკვირდება ძირითადი ფიზიკური მოვლენებიდან გამომავალ სიგნალებს.
სამხრეთ ნახევარსფეროში შტორმების შესახებ მეტი ინფორმაციის მისაღებად, ჩვენ შევაგროვეთ მტკიცებულებების რამდენიმე ხაზი, მათ შორის ფიზიკაზე დაფუძნებული კლიმატის მოდელების მონაცემები. პირველ ეტაპზე, ჩვენ ვსწავლობთ დაკვირვებებს იმის შესახებ, თუ როგორ ნაწილდება ენერგია დედამიწაზე.
რადგან დედამიწა სფეროს ფორმისაა, მისი ზედაპირი მზის რადიაციას არათანაბრად იღებს. ენერგიის უმეტესი ნაწილი ეკვატორზე მიიღება და შეიწოვება, სადაც მზის სხივები ზედაპირს უფრო პირდაპირ ეცემა. ამის საპირისპიროდ, პოლუსები, რომლებსაც სინათლე ციცაბო კუთხით ეცემა, ნაკლებ ენერგიას იღებენ.
ათწლეულების განმავლობაში ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ქარიშხლის სიძლიერე ენერგიის ამ სხვაობიდან მოდის. არსებითად, ისინი ამ სხვაობაში შენახულ „სტატიკურ“ ენერგიას მოძრაობის „კინეტიკურ“ ენერგიად გარდაქმნიან. ეს გადასვლა ხდება პროცესის მეშვეობით, რომელიც ცნობილია როგორც „ბაროკლინიკური არასტაბილურობა“.
ეს შეხედულება იმაზე მიუთითებს, რომ მზის სინათლე ვერ ხსნის სამხრეთ ნახევარსფეროში შტორმების დიდ რაოდენობას, რადგან ორივე ნახევარსფერო ერთნაირ რაოდენობის მზის სინათლეს იღებს. სამაგიეროდ, ჩვენი დაკვირვებითი ანალიზი ვარაუდობს, რომ სამხრეთსა და ჩრდილოეთს შორის შტორმების ინტენსივობის სხვაობა შეიძლება ორი განსხვავებული ფაქტორით იყოს გამოწვეული.
პირველი, ოკეანის ენერგიის ტრანსპორტირება, რომელსაც ხშირად „კონვეიერის სარტყელს“ უწოდებენ. წყალი ჩრდილოეთ პოლუსთან ახლოს იძირება, ოკეანის ფსკერის გასწვრივ მიედინება, ანტარქტიდის გარშემო ამოდის და ეკვატორის გასწვრივ ჩრდილოეთისკენ ბრუნდება, თან ენერგიას ატარებს. საბოლოო შედეგი არის ენერგიის გადაცემა ანტარქტიდიდან ჩრდილოეთ პოლუსზე. ეს ქმნის უფრო დიდ ენერგეტიკულ კონტრასტს ეკვატორსა და პოლუსებს შორის სამხრეთ ნახევარსფეროში, ვიდრე ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში, რაც იწვევს უფრო ძლიერ შტორმებს სამხრეთ ნახევარსფეროში.
მეორე ფაქტორი ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში არსებული დიდი მთებია, რომლებიც, როგორც მანაბეს ადრინდელი ნაშრომი ვარაუდობდა, შტორმებს ახშობენ. დიდ მთათა სისტემაზე ჰაერის ნაკადები ქმნის ფიქსირებულ მაქსიმუმებსა და მინიმალურ ნიშნულებს, რაც ამცირებს შტორმებისთვის ხელმისაწვდომი ენერგიის რაოდენობას.
თუმცა, მხოლოდ დაკვირვებული მონაცემების ანალიზით ამ მიზეზების დადასტურება შეუძლებელია, რადგან ძალიან ბევრი ფაქტორი ერთდროულად მოქმედებს და ურთიერთქმედებს. ასევე, ჩვენ არ შეგვიძლია გამოვრიცხოთ ცალკეული მიზეზები მათი მნიშვნელობის შესამოწმებლად.
ამისათვის, ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ კლიმატის მოდელები იმის შესასწავლად, თუ როგორ იცვლება შტორმები სხვადასხვა ფაქტორების გამორიცხვისას.
როდესაც სიმულაციაში დედამიწის მთები გავასწორეთ, ნახევარსფეროებს შორის შტორმის ინტენსივობის სხვაობა განახევრდა. როდესაც ოკეანის კონვეიერის ლენტი მოვხსენით, შტორმის სხვაობის მეორე ნახევარი გაქრა. ამგვარად, პირველად აღმოვაჩინეთ სამხრეთ ნახევარსფეროში შტორმების კონკრეტული ახსნა.
ვინაიდან შტორმები დაკავშირებულია ისეთ სერიოზულ სოციალურ ზემოქმედებასთან, როგორიცაა ექსტრემალური ქარი, ტემპერატურა და ნალექი, მნიშვნელოვანი კითხვა, რომელზეც პასუხი უნდა გავცეთ, არის ის, მომავალში შტორმები უფრო ძლიერი იქნება თუ უფრო სუსტი.
მიიღეთ Carbon Brief-ის ყველა ძირითადი სტატიისა და ნაშრომის შეჯამებები ელექტრონული ფოსტით. ჩვენი საინფორმაციო ბიულეტენის შესახებ დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ აქ.
მიიღეთ Carbon Brief-ის ყველა ძირითადი სტატიისა და ნაშრომის შეჯამებები ელექტრონული ფოსტით. ჩვენი საინფორმაციო ბიულეტენის შესახებ დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ აქ.
კლიმატის ცვლილების შედეგებთან გამკლავებისთვის საზოგადოებების მომზადების მთავარი ინსტრუმენტი კლიმატის მოდელებზე დაფუძნებული პროგნოზების მიწოდებაა. ახალი კვლევა ვარაუდობს, რომ საუკუნის ბოლოსთვის სამხრეთ ნახევარსფეროში საშუალოდ შტორმები უფრო ინტენსიური გახდება.
პირიქით, ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში შტორმების საშუალო წლიური ინტენსივობის ცვლილებები, სავარაუდოდ, ზომიერი იქნება. ეს ნაწილობრივ განპირობებულია ტროპიკებში დათბობას, რაც შტორმებს აძლიერებს, და არქტიკაში სწრაფ დათბობას, რაც მათ სუსტს ხდის, შორის სეზონური ეფექტების კონკურენტით.
თუმცა, კლიმატი აქ და ახლა იცვლება. როდესაც ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში მომხდარ ცვლილებებს ვაკვირდებით, აღმოვაჩენთ, რომ სამხრეთ ნახევარსფეროში საშუალო შტორმები წლის განმავლობაში უფრო ინტენსიური გახდა, ხოლო ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ცვლილებები უმნიშვნელო იყო, რაც შეესაბამება იმავე პერიოდში კლიმატის მოდელის პროგნოზებს.
მიუხედავად იმისა, რომ მოდელები სიგნალს არასაკმარისად აფასებენ, ისინი მიუთითებენ იმავე ფიზიკური მიზეზებით მიმდინარე ცვლილებებზე. ანუ, ოკეანეში ცვლილებები ზრდის შტორმებს, რადგან თბილი წყალი ეკვატორისკენ მოძრაობს და ანტარქტიდის გარშემო ზედაპირზე უფრო ცივი წყალი ამოდის მის ჩასანაცვლებლად, რაც იწვევს ეკვატორსა და პოლუსებს შორის უფრო ძლიერ კონტრასტს.
ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ოკეანის ცვლილებები კომპენსირდება ზღვის ყინულისა და თოვლის დაკარგვით, რაც იწვევს არქტიკის მიერ მზის მეტი სინათლის შთანთქმას და ეკვატორსა და პოლუსებს შორის კონტრასტის შესუსტებას.
სწორი პასუხის მიღებაზე ფსონები მაღალია. მომავალი სამუშაოებისთვის მნიშვნელოვანი იქნება იმის დადგენა, თუ რატომ აფასებენ მოდელები დაკვირვებულ სიგნალს არასაკმარისად, მაგრამ არანაკლებ მნიშვნელოვანი იქნება სწორი პასუხის მიღება სწორი ფიზიკური მიზეზების გამო.
სიაო, თ. და სხვ. (2022) შტორმები სამხრეთ ნახევარსფეროში ლანდშაფტის ფორმებისა და ოკეანის ცირკულაციის გამო, ამერიკის შეერთებული შტატების მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის შრომები, doi: 10.1073/pnas.2123512119
მიიღეთ Carbon Brief-ის ყველა ძირითადი სტატიისა და ნაშრომის შეჯამებები ელექტრონული ფოსტით. ჩვენი საინფორმაციო ბიულეტენის შესახებ დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ აქ.
მიიღეთ Carbon Brief-ის ყველა ძირითადი სტატიისა და ნაშრომის შეჯამებები ელექტრონული ფოსტით. ჩვენი საინფორმაციო ბიულეტენის შესახებ დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ აქ.
გამოქვეყნებულია CC ლიცენზიით. თქვენ შეგიძლიათ არაკომერციული გამოყენებისთვის არაადაპტირებული მასალის სრულად რეპროდუცირება Carbon Brief-ის და სტატიის ბმულის მითითებით. კომერციული გამოყენებისთვის, გთხოვთ, დაგვიკავშირდეთ.