פרופסור טיפאני שו, פרופסור, המחלקה לגיאוגרפיה, אוניברסיטת שיקגו
חצי הכדור הדרומי הוא מקום סוער מאוד. רוחות בקווי רוחב שונים תוארו כ"שואגים ארבעים מעלות "," חמישים מעלות זועמים "ו"צעקות שישים מעלות". גלים מגיעים ל -78 מטרים עצומים.
כידוע לכולנו, שום דבר בחצי הכדור הצפוני לא יכול להתאים לסערות הקשות, הרוח והגלים בחצי הכדור הדרומי. מַדוּעַ?
במחקר חדש שפורסם בהליכי האקדמיה הלאומית למדעים, עמיתיי ואני חושפים מדוע סערות נפוצות יותר בחצי הכדור הדרומי מאשר בצפון.
בשילוב מספר שורות של עדויות מתצפיות, תיאוריה ומודלים אקלימיים, התוצאות שלנו מצביעות על התפקיד הבסיסי של "חגורות מסוע" אוקיאניות גלובליות והרים גדולים בחצי הכדור הצפוני.
אנו גם מראים כי עם הזמן, סערות בחצי הכדור הדרומי הפכו לאינטנסיביות יותר, בעוד שאלו בחצי הכדור הצפוני לא עשו זאת. זה עולה בקנה אחד עם דוגמנות מודל אקלים של ההתחממות הגלובלית.
שינויים אלה חשובים מכיוון שאנו יודעים שסערות חזקות יותר יכולות להוביל להשפעות חמורות יותר כמו רוחות קיצוניות, טמפרטורות וגשמים.
במשך זמן רב, מרבית התצפיות על מזג האוויר בכדור הארץ נוצרו מאדמה. זה נתן למדענים תמונה ברורה של הסערה בחצי הכדור הצפוני. עם זאת, בחצי הכדור הדרומי, המכסה כ -20 אחוז מהאדמה, לא קיבלנו תמונה ברורה של סערות עד שהתבוננו בתצפיות לוויין בסוף שנות השבעים.
מעשרות שנים של התבוננות מאז תחילת עידן הלוויין, אנו יודעים כי הסערות בחצי הכדור הדרומי חזקות בערך 24 אחוזים מאלו בחצי הכדור הצפוני.
זה מוצג במפה למטה, המציג את עוצמת הסערה השנתית הממוצעת שנצפתה לחצי הכדור הדרומי (למעלה), חצי הכדור הצפוני (מרכז) וההבדל ביניהם (התחתון) בין השנים 1980-2018. (שימו לב שהקוטב הדרומי נמצא בראש ההשוואה בין המפות הראשונות והאחרונות.)
המפה מציגה את העוצמה הגבוהה בהתמדה של סערות באוקיאנוס הדרומי בחצי הכדור הדרומי ואת ריכוזן באוקיאנוס השקט והאוקיאנוס האטלנטי (מוצל בכתום) בחצי הכדור הצפוני. מפת ההבדל מראה כי סערות חזקות יותר בחצי הכדור הדרומי מאשר בחצי הכדור הצפוני (הצללה כתומה) ברוב הרוחב.
למרות שישנן תיאוריות רבות ושונות, איש אינו מציע הסבר מוחלט להבדל בסערות בין שתי ההמיספרות.
נראה כי לברר את הסיבות משימה קשה. כיצד להבין מערכת כל כך מורכבת המשתרעת על אלפי קילומטרים כמו האווירה? איננו יכולים להכניס את כדור הארץ לצנצנת וללמוד אותה. עם זאת, זה בדיוק מה שמדענים החוקרים את הפיזיקה של האקלים עושים. אנו מיישמים את חוקי הפיזיקה ומשתמשים בהם כדי להבין את האווירה והאקלים של כדור הארץ.
הדוגמה המפורסמת ביותר לגישה זו היא עבודתו החלוצית של ד"ר שורו מנבה, שקיבלה את פרס נובל 2021 לפיזיקה "על התחזית האמינה שלו להתחממות כדור הארץ." תחזיותיה מבוססות על מודלים פיזיים של האקלים של כדור הארץ, החל מדגמי הטמפרטורה החד-ממדיים הפשוטים ביותר ועד מודלים תלת מימדיים מן המניין. הוא בוחן את תגובת האקלים לרמות גוברות של פחמן דו חמצני באטמוספירה באמצעות מודלים של מורכבות פיזית משתנה ומנטרת אותות מתעוררים מתופעות פיזיות בסיסיות.
כדי להבין יותר סערות בחצי הכדור הדרומי, אספנו כמה שורות של ראיות, כולל נתונים ממודלים אקלימיים מבוססי פיזיקה. בשלב הראשון אנו בוחנים תצפיות מבחינת האופן בו אנרגיה מופצת על פני כדור הארץ.
מכיוון שכדור הארץ הוא כדור, פני השטח שלה מקבלים קרינת סולארית באופן לא אחיד מהשמש. מרבית האנרגיה מתקבלת ונספגת בקו המשווה, שם קרני השמש פוגעות באופן ישיר במשטח. לעומת זאת, מוטות האור פוגעים בזוויות תלולות מקבלות פחות אנרגיה.
עשרות שנים של מחקרים הראו כי כוחו של סערה נובע מהבדל זה באנרגיה. בעיקרו של דבר, הם ממירים את האנרגיה "הסטטית" המאוחסנת בהבדל זה לאנרגיה "קינטית" של תנועה. מעבר זה מתרחש בתהליך המכונה "חוסר יציבות ברוקליני".
השקפה זו מצביעה על כך שאור שמש אירוע אינו יכול להסביר את מספר הסערות הגדול יותר בחצי הכדור הדרומי, מכיוון ששתי ההמיספרות מקבלות את אותה כמות אור שמש. במקום זאת, הניתוח התצפיתי שלנו מציע כי ההבדל בעוצמת הסערה בין דרום לצפון יכול להיות בגלל שני גורמים שונים.
ראשית, הובלת אנרגיית האוקיאנוס, המכונה לעתים קרובות "המסוע". מים שוקעים ליד הקוטב הצפוני, זורמים לאורך קרקעית האוקיאנוס, מתנשאים סביב אנטארקטיקה וזורמים לאחור צפונה לאורך קו המשווה, ונושאים עמו אנרגיה. התוצאה הסופית היא העברת אנרגיה מאנטארקטיקה לקוטב הצפוני. זה יוצר ניגוד אנרגיה גדול יותר בין המשווה לקטבים בחצי הכדור הדרומי מאשר בחצי הכדור הצפוני, וכתוצאה מכך סערות חמורות יותר בחצי הכדור הדרומי.
הגורם השני הוא ההרים הגדולים בחצי הכדור הצפוני, שכפי שהציעה עבודתו הקודמת של מנאבה, מרגיזים סערות. זרמי אוויר מעל רכסי הרים גדולים יוצרים שיאים ונמוכים קבועים המפחיתים את כמות האנרגיה הזמינה לסערות.
עם זאת, ניתוח נתונים שנצפו בלבד אינו יכול לאשר גורמים אלה, מכיוון שיותר מדי גורמים פועלים ומתקיימים אינטראקציה בו זמנית. כמו כן, איננו יכולים לשלול סיבות אינדיבידואליות לבחון את חשיבותן.
לשם כך עלינו להשתמש במודלים אקלים כדי ללמוד כיצד סערות משתנות כאשר מוסרים גורמים שונים.
כאשר החלקנו את הרי כדור הארץ בסימולציה, חצוי ההבדל בעוצמת הסערה בין ההמיספרות. כאשר הסרנו את המסוע של האוקיאנוס, המחצית השנייה של הפרש הסערה נעלם. לפיכך, לראשונה, אנו חושפים הסבר קונקרטי לסערות בחצי הכדור הדרומי.
מכיוון שסערות קשורות להשפעות חברתיות חמורות כמו רוחות קיצוניות, טמפרטורות ומשקעים, השאלה החשובה שעלינו לענות עליה היא האם סערות עתידיות יהיו חזקות או חלשות יותר.
קבל סיכומים אוצרים של כל מאמרי המפתח והעיתונים מ- Carbon Contral באמצעות הדואר האלקטרוני. למידע נוסף על הידיעון שלנו כאן.
קבל סיכומים אוצרים של כל מאמרי המפתח והעיתונים מ- Carbon Contral באמצעות הדואר האלקטרוני. למידע נוסף על הידיעון שלנו כאן.
כלי מפתח בהכנת חברות להתמודד עם ההשפעות של שינויי אקלים הוא אספקת תחזיות המבוססות על מודלים אקלימיים. מחקר חדש מציע כי סערות ממוצעות של חצי הכדור הדרומי יהפכו לאינטנסיביים יותר לקראת סוף המאה.
נהפוך הוא, צפויים שינויים בעוצמה השנתית הממוצעת של סערות בחצי הכדור הצפוני להיות בינוני. זה נובע בחלקו מההשפעות העונתיות המתחרות בין ההתחממות באזורים הטרופיים, מה שהופך את הסערות לחזקות יותר, והתחממות מהירה בארקטי, מה שהופך אותם לחלשים יותר.
עם זאת, האקלים כאן ועכשיו משתנה. כאשר אנו מסתכלים על שינויים בעשורים האחרונים, אנו מגלים כי סערות ממוצעות הפכו לאינטנסיביות יותר במהלך השנה בחצי הכדור הדרומי, בעוד ששינויים בחצי הכדור הצפוני היו זניחים, תואמים את תחזיות מודל האקלים באותה תקופה.
למרות שהדגמים מעריכים את האות, הם מצביעים על שינויים המתרחשים מאותן סיבות פיזיות. כלומר, שינויים באוקיאנוס מגבירים את הסערות מכיוון שמים חמים יותר נעים לעבר קו המשווה ומים קרים יותר מובאים אל פני השטח סביב אנטארקטיקה כדי להחליף אותם, וכתוצאה מכך ניגודיות חזקה יותר בין המשווה לקטבים.
בחצי הכדור הצפוני, שינויים באוקיאנוס מתקזזים על ידי אובדן קרח ים ושלג, וגורמים לארקטי לספוג יותר אור שמש ולהחליש את הניגודיות בין המשווה לקטבים.
ההימור של קבלת התשובה הנכונה גבוהות. זה יהיה חשוב לעבודה עתידית כדי לקבוע מדוע המודלים מעריכים את האות שנצפה, אך יהיה חשוב באותה מידה לקבל את התשובה הנכונה מהסיבות הגופניות הנכונות.
Xiao, T. et al. (2022) סערות בחצי הכדור הדרומי עקב צורות קרקע ומחזור האוקיאנוס, הליכי האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית של אמריקה, DOI: 10.1073/PNAS.2123512119
קבל סיכומים אוצרים של כל מאמרי המפתח והעיתונים מ- Carbon Contral באמצעות הדואר האלקטרוני. למידע נוסף על הידיעון שלנו כאן.
קבל סיכומים אוצרים של כל מאמרי המפתח והעיתונים מ- Carbon Contral באמצעות הדואר האלקטרוני. למידע נוסף על הידיעון שלנו כאן.
פורסם תחת רישיון CC. אתה יכול לשחזר את החומר הבלתי מוסמך במלואו לשימוש לא מסחרי עם קישור לתקציר הפחמן וקישור למאמר. אנא צור איתנו קשר לשימוש מסחרי.