פרופסור טיפאני שו, פרופסור, המחלקה למדעי הגיאוגרפיה, אוניברסיטת שיקגו
חצי הכדור הדרומי הוא מקום סוער מאוד.רוחות בקווי רוחב שונים תוארו כ"שואגות ארבעים מעלות", "חמישים מעלות זועמות" ו"צועקות שישים מעלות".גלים מגיעים לגובה עצום של 78 רגל (24 מטר).
כפי שכולנו יודעים, שום דבר בחצי הכדור הצפוני לא יכול להשתוות לסערות הקשות, הרוחות והגלים בחצי הכדור הדרומי.למה?
במחקר חדש שפורסם ב-Proceedings of the National Academy of Sciences, עמיתיי ואני חושפים מדוע סופות שכיחות יותר בחצי הכדור הדרומי מאשר בצפון.
שילוב של כמה קווי ראיות מתצפיות, תיאוריות ומודלים אקלים, התוצאות שלנו מצביעות על התפקיד הבסיסי של "רצועות מסוע" אוקיאניות עולמיות והרים גדולים בחצי הכדור הצפוני.
כמו כן, אנו מראים כי עם הזמן, סופות בחצי הכדור הדרומי התחזקו, בעוד אלו בחצי הכדור הצפוני לא.זה עולה בקנה אחד עם מודל האקלים של התחממות כדור הארץ.
שינויים אלו חשובים מכיוון שאנו יודעים שסערות חזקות יותר עלולות להוביל להשפעות חמורות יותר כמו רוחות קיצוניות, טמפרטורות וגשמים.
במשך זמן רב, רוב התצפיות על מזג האוויר על פני כדור הארץ נעשו מהיבשה.זה נתן למדענים תמונה ברורה של הסופה בחצי הכדור הצפוני.עם זאת, בחצי הכדור הדרומי, המשתרע על כ-20 אחוז מהאדמה, לא קיבלנו תמונה ברורה של סופות עד שהתצפיות לווייניות הפכו לזמינות בסוף שנות ה-70.
מעשרות שנים של תצפית מאז תחילת עידן הלוויינים, אנו יודעים שסערות בחצי הכדור הדרומי חזקות בכ-24 אחוז מאלו בחצי הכדור הצפוני.
זה מוצג במפה למטה, המציגה את עוצמת הסערה השנתית הממוצעת הנצפית עבור חצי הכדור הדרומי (עליון), חצי הכדור הצפוני (במרכז) וההבדל ביניהם (התחתון) מ-1980 עד 2018. (שים לב שהקוטב הדרומי נמצא ב- החלק העליון של ההשוואה בין המפה הראשונה והאחרונה.)
המפה מציגה את העוצמה הגבוהה המתמשכת של סערות באוקיינוס ​​הדרומי בחצי הכדור הדרומי וריכוזן באוקיינוס ​​השקט והאטלנטי (מוצלל בכתום) בחצי הכדור הצפוני.מפת ההבדלים מראה שסערות חזקות יותר בחצי הכדור הדרומי מאשר בחצי הכדור הצפוני (הצללה כתומה) ברוב קווי הרוחב.
למרות שישנן תיאוריות רבות ושונות, אף אחד לא מציע הסבר מוחלט להבדל בסערות בין שתי ההמיספרות.
גילוי הסיבות נראה כמשימה קשה.איך להבין מערכת כה מורכבת המשתרעת על פני אלפי קילומטרים כמו האטמוספרה?אנחנו לא יכולים לשים את כדור הארץ בצנצנת וללמוד אותו.עם זאת, זה בדיוק מה שעושים מדענים שחוקרים את הפיזיקה של האקלים.אנו מיישמים את חוקי הפיזיקה ומשתמשים בהם כדי להבין את האטמוספירה והאקלים של כדור הארץ.
הדוגמה המפורסמת ביותר לגישה זו היא עבודתו החלוצית של ד"ר שורו מנבה, שקיבל את פרס נובל לפיזיקה לשנת 2021 "על תחזיתו האמינה של התחממות כדור הארץ".התחזיות שלה מבוססות על מודלים פיזיקליים של אקלים כדור הארץ, החל ממודלים של טמפרטורה חד-ממדיים הפשוטים ביותר ועד למודלים תלת מימדיים מלאים.הוא בוחן את תגובת האקלים לעליית רמות הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה באמצעות מודלים בעלי מורכבות פיזית משתנה ומנטר אותות המתעוררים מתופעות פיזיקליות בסיסיות.
כדי להבין יותר סערות בחצי הכדור הדרומי, אספנו כמה שורות של ראיות, כולל נתונים ממודלים אקלים מבוססי פיזיקה.בשלב הראשון, אנו לומדים תצפיות במונחים של אופן הפצת האנרגיה על פני כדור הארץ.
מכיוון שכדור הארץ הוא כדור, פני השטח שלו מקבלים קרינת שמש באופן לא אחיד מהשמש.רוב האנרגיה מתקבלת ונספגת בקו המשווה, שם פוגעות קרני השמש במשטח בצורה ישירה יותר.לעומת זאת, קטבים שאור פוגע בהם בזוויות תלולות מקבלים פחות אנרגיה.
עשרות שנים של מחקר הראו שעוצמתה של סערה נובעת מההבדל הזה באנרגיה.בעיקרו של דבר, הם ממירים את האנרגיה ה"סטטית" האצורה בהבדל הזה לאנרגיה "קינטית" של תנועה.מעבר זה מתרחש באמצעות תהליך המכונה "אי יציבות בארוקלינית".
השקפה זו מעידה על כך שאור השמש המתרחש אינו יכול להסביר את המספר הגדול יותר של סופות בחצי הכדור הדרומי, מכיוון ששתי ההמיספרות זוכות לאותה כמות של אור שמש.במקום זאת, ניתוח התצפית שלנו מצביע על כך שההבדל בעוצמת הסערה בין דרום לצפון יכול לנבוע משני גורמים שונים.
ראשית, הובלת אנרגיית האוקיינוס, המכונה לעתים קרובות "רצועת המסוע".מים שוקעים ליד הקוטב הצפוני, זורמים לאורך קרקעית האוקיינוס, עולים סביב אנטארקטיקה וזורמים חזרה צפונה לאורך קו המשווה, נושאים איתם אנרגיה.התוצאה הסופית היא העברת אנרגיה מאנטארקטיקה לקוטב הצפוני.זה יוצר ניגוד אנרגיה גדול יותר בין קו המשווה לקטבים בחצי הכדור הדרומי מאשר בחצי הכדור הצפוני, וכתוצאה מכך סופות קשות יותר בחצי הכדור הדרומי.
הגורם השני הוא ההרים הגדולים בחצי הכדור הצפוני, שכפי שהציעה עבודתו הקודמת של מאנבה, בולמים סופות.זרמי אוויר על פני רכסי הרים גדולים יוצרים שיאים ונמוכים קבועים המפחיתים את כמות האנרגיה הזמינה לסערות.
עם זאת, ניתוח הנתונים שנצפו לבדו אינו יכול לאשר את הסיבות הללו, מכיוון שגורמים רבים מדי פועלים ומקיימים אינטראקציה בו-זמנית.כמו כן, איננו יכולים לשלול סיבות בודדות כדי לבדוק את משמעותן.
לשם כך, עלינו להשתמש במודלים של אקלים כדי ללמוד כיצד סערות משתנות כאשר מסירים גורמים שונים.
כשהחלקנו את הרי כדור הארץ בסימולציה, ההבדל בעוצמת הסערה בין ההמיספרות הצטמצם בחצי.כשהסרנו את המסוע של האוקיינוס, החצי השני של הפרש הסופה נעלם.כך, לראשונה, אנו חושפים הסבר קונקרטי לסערות בחצי הכדור הדרומי.
מכיוון שסערות קשורות להשפעות חברתיות קשות כמו רוחות קיצוניות, טמפרטורות ומשקעים, השאלה החשובה שעלינו לענות היא האם סערות עתידיות יהיו חזקות יותר או חלשות יותר.
קבל סיכומים מאוחדים של כל המאמרים והמאמרים המרכזיים מ-Carbon Brief בדוא"ל.למידע נוסף על הניוזלטר שלנו כאן.
קבל סיכומים מאוחדים של כל המאמרים והמאמרים המרכזיים מ-Carbon Brief בדוא"ל.למידע נוסף על הניוזלטר שלנו כאן.
כלי מרכזי בהכנת חברות להתמודדות עם השפעות שינויי האקלים הוא מתן תחזיות המבוססות על מודלים אקלימיים.מחקר חדש מצביע על כך שסופות ממוצעות של חצי הכדור הדרומי יהפכו אינטנסיביות יותר לקראת סוף המאה.
להיפך, השינויים בעוצמה השנתית הממוצעת של סופות בחצי הכדור הצפוני צפויים להיות מתונים.זה נובע בחלקו מהשפעות עונתיות מתחרות בין התחממות באזורים הטרופיים, מה שמחזק את הסופות, לבין התחממות מהירה באזור הארקטי, מה שהופך אותן לחלשות יותר.
עם זאת, האקלים כאן ועכשיו משתנה.כאשר אנו מסתכלים על השינויים במהלך העשורים האחרונים, אנו מגלים כי סופות ממוצעות הפכו אינטנסיביות יותר במהלך השנה בחצי הכדור הדרומי, בעוד שהשינויים בחצי הכדור הצפוני היו זניחים, בהתאם לתחזיות מודל האקלים באותה תקופה. .
למרות שהמודלים מזלזלים באות, הם מצביעים על שינויים המתרחשים מאותן סיבות פיזיות.כלומר, שינויים באוקיינוס ​​מגבירים את הסערות מכיוון שמים חמים יותר נעים לכיוון קו המשווה ומים קרים יותר מובאים אל פני השטח סביב אנטארקטיקה כדי להחליף אותם, וכתוצאה מכך ניגוד חזק יותר בין קו המשווה לקטבים.
בחצי הכדור הצפוני, שינויים באוקיינוס ​​מתקזזים על ידי אובדן קרח ים ושלג, מה שגורם לאזור הארקטי לספוג יותר אור שמש ולהחליש את הניגוד בין קו המשווה לקטבים.
ההימור בקבלת התשובה הנכונה הוא גבוה.יהיה חשוב לעבודה עתידית לקבוע מדוע המודלים מזלזלים באות הנצפה, אך חשוב לא פחות לקבל את התשובה הנכונה מהסיבות הפיזיות הנכונות.
Xiao, T. et al.(2022) סערות בחצי הכדור הדרומי עקב צורות יבשות ומחזור אוקיינוסים, הליכים של האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית של אמריקה, דואי: 10.1073/pnas.2123512119
קבל סיכומים מאוחדים של כל המאמרים והמאמרים המרכזיים מ-Carbon Brief בדוא"ל.למידע נוסף על הניוזלטר שלנו כאן.
קבל סיכומים מאוחדים של כל המאמרים והמאמרים המרכזיים מ-Carbon Brief בדוא"ל.למידע נוסף על הניוזלטר שלנו כאן.
פורסם תחת רישיון CC.אתה רשאי לשחזר את החומר הלא מותאם בשלמותו לשימוש לא מסחרי עם קישור ל-Carbon Brief וקישור למאמר.אנא פנה אלינו לשימוש מסחרי.