Պրոֆեսոր Թիֆանի Շոու, Չիկագոյի համալսարանի երկրաբանության բաժնի պրոֆեսոր
Հարավային կիսագունդը շատ բուռն տեղ է։Տարբեր լայնություններում քամիները նկարագրվել են որպես «մռնչող քառասուն աստիճան», «կատաղի հիսուն աստիճան» և «աղաղակող վաթսուն աստիճան»:Ալիքները հասնում են հսկայական 78 ֆուտ (24 մետր):
Ինչպես բոլորս գիտենք, հյուսիսային կիսագնդում ոչինչ չի կարող համեմատվել հարավային կիսագնդի սաստիկ փոթորիկների, քամու և ալիքների հետ:Ինչո՞ւ։
Նոր ուսումնասիրության մեջ, որը հրապարակվել է Proceedings of the National Academy of Sciences-ում, ես և իմ գործընկերները բացահայտում ենք, թե ինչու են փոթորիկները ավելի տարածված հարավային կիսագնդում, քան հյուսիսայինում:
Համատեղելով դիտումների, տեսության և կլիմայի մոդելների մի քանի տող ապացույցներ՝ մեր արդյունքները ցույց են տալիս համաշխարհային օվկիանոսային «փոխակրիչ գոտիների» և հյուսիսային կիսագնդում մեծ լեռների հիմնարար դերը:
Մենք նաև ցույց ենք տալիս, որ ժամանակի ընթացքում հարավային կիսագնդում փոթորիկները դարձել են ավելի ինտենսիվ, մինչդեռ հյուսիսային կիսագնդում՝ ոչ:Սա համահունչ է գլոբալ տաքացման կլիմայական մոդելի մոդելավորմանը:
Այս փոփոխությունները կարևոր են, քանի որ մենք գիտենք, որ ավելի ուժեղ փոթորիկները կարող են հանգեցնել ավելի ծանր ազդեցությունների, ինչպիսիք են ծայրահեղ քամիները, ջերմաստիճանը և անձրևները:
Երկար ժամանակ Երկրի վրա եղանակի դիտարկումների մեծ մասն արվում էր ցամաքից:Սա գիտնականներին հստակ պատկերացում տվեց հյուսիսային կիսագնդի փոթորկի մասին:Այնուամենայնիվ, Հարավային կիսագնդում, որն ընդգրկում է ցամաքի մոտ 20 տոկոսը, մենք փոթորիկների մասին հստակ պատկերացում չունեինք, մինչև արբանյակային դիտարկումները հասանելի դարձան 1970-ականների վերջին:
Արբանյակային դարաշրջանի սկզբից սկսած տասնամյակների դիտարկումներից մենք գիտենք, որ հարավային կիսագնդում փոթորիկները մոտ 24 տոկոսով ավելի ուժեղ են, քան հյուսիսային կիսագնդում:
Սա ցույց է տրված ստորև բերված քարտեզում, որը ցույց է տալիս դիտված միջին տարեկան փոթորկի ուժգնությունը Հարավային կիսագնդի (վերևում), Հյուսիսային կիսագնդի (կենտրոնում) և նրանց միջև (ներքևի) տարբերությունը 1980-ից մինչև 2018 թվականը: (Նկատի ունեցեք, որ Հարավային բևեռը գտնվում է առաջին և վերջին քարտեզների համեմատության վերևում):
Քարտեզը ցույց է տալիս հարավային օվկիանոսում փոթորիկների մշտական ​​բարձր ինտենսիվությունը Հարավային կիսագնդում և դրանց կենտրոնացումը Խաղաղ և Ատլանտյան օվկիանոսներում (նարնջագույնով ստվերված) Հյուսիսային կիսագնդում:Տարբերության քարտեզը ցույց է տալիս, որ փոթորիկները Հարավային կիսագնդում ավելի ուժեղ են, քան Հյուսիսային կիսագնդում (նարնջագույն ստվերում) լայնությունների մեծ մասում:
Չնայած կան բազմաթիվ տարբեր տեսություններ, ոչ ոք վերջնական բացատրություն չի տալիս երկու կիսագնդերի միջև փոթորիկների տարբերությանը:
Պատճառները պարզելը բարդ խնդիր է թվում։Ինչպե՞ս հասկանալ հազարավոր կիլոմետրեր տարածվող այնպիսի բարդ համակարգ, ինչպիսին մթնոլորտն է:Մենք չենք կարող Երկիրը դնել բանկայի մեջ և ուսումնասիրել այն։Այնուամենայնիվ, դա հենց այն է, ինչ անում են գիտնականները, ովքեր ուսումնասիրում են կլիմայի ֆիզիկան:Մենք կիրառում ենք ֆիզիկայի օրենքները և օգտագործում դրանք Երկրի մթնոլորտն ու կլիման հասկանալու համար:
Այս մոտեցման ամենահայտնի օրինակը դոկտոր Շուրո Մանաբեի պիոներական աշխատանքն է, ով 2021 թվականին ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակ է ստացել «գլոբալ տաքացման իր հուսալի կանխատեսման համար»։Նրա կանխատեսումները հիմնված են Երկրի կլիմայի ֆիզիկական մոդելների վրա՝ սկսած ամենապարզ միաչափ ջերմաստիճանի մոդելներից մինչև լիարժեք եռաչափ մոդելներ:Այն ուսումնասիրում է կլիմայի արձագանքը մթնոլորտում ածխաթթու գազի մակարդակի բարձրացմանը տարբեր ֆիզիկական բարդության մոդելների միջոցով և վերահսկում է հիմքում ընկած ֆիզիկական երևույթների առաջացող ազդանշանները:
Հարավային կիսագնդում ավելի շատ փոթորիկներ հասկանալու համար մենք հավաքել ենք մի քանի տող ապացույցներ, ներառյալ ֆիզիկայի վրա հիմնված կլիմայական մոդելների տվյալները:Առաջին քայլում մենք ուսումնասիրում ենք դիտարկումները, թե ինչպես է էներգիան բաշխվում Երկրի վրա:
Քանի որ Երկիրը գնդիկ է, նրա մակերեսը Արեգակից անհավասարաչափ է ստանում արեգակնային ճառագայթում:Էներգիայի մեծ մասը ստացվում և կլանվում է հասարակածում, որտեղ արևի ճառագայթներն ավելի անմիջականորեն հարվածում են մակերեսին։Ի հակադրություն, բևեռները, որոնց լույսը հարվածում է կտրուկ անկյուններով, ավելի քիչ էներգիա են ստանում:
Տասնամյակների հետազոտությունները ցույց են տվել, որ փոթորկի ուժգնությունը գալիս է էներգիայի այս տարբերությունից:Ըստ էության, նրանք փոխակերպում են այս տարբերության մեջ կուտակված «ստատիկ» էներգիան շարժման «կինետիկ» էներգիայի։Այս անցումը տեղի է ունենում գործընթացի միջոցով, որը հայտնի է որպես «բարոկլինիկական անկայունություն»:
Այս տեսակետը ենթադրում է, որ պատահական արևի լույսը չի կարող բացատրել Հարավային կիսագնդում փոթորիկների ավելի մեծ թիվը, քանի որ երկու կիսագնդերն էլ ստանում են նույն քանակությամբ արևի լույս:Փոխարենը, մեր դիտողական վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ հարավի և հյուսիսի միջև փոթորկի ուժգնության տարբերությունը կարող է պայմանավորված լինել երկու տարբեր գործոններով:
Նախ՝ օվկիանոսային էներգիայի փոխադրումը, որը հաճախ կոչվում է «փոխակրիչ»։Ջուրը սուզվում է Հյուսիսային բևեռի մոտ, հոսում օվկիանոսի հատակով, բարձրանում Անտարկտիդայի շուրջը և հասարակածի երկայնքով հոսում դեպի հյուսիս՝ իր հետ տանելով էներգիա։Վերջնական արդյունքը էներգիայի փոխանցումն է Անտարկտիդայից Հյուսիսային բևեռ:Սա ավելի մեծ էներգետիկ հակադրություն է ստեղծում Հարավային կիսագնդի հասարակածի և բևեռների միջև, քան Հյուսիսային կիսագնդում, ինչի հետևանքով հարավային կիսագնդում ավելի ուժեղ փոթորիկներ են առաջանում:
Երկրորդ գործոնը հյուսիսային կիսագնդի մեծ լեռներն են, որոնք, ինչպես ենթադրում էր Մանաբեի ավելի վաղ աշխատությունը, խոնավացնում են փոթորիկները։Օդային հոսանքները մեծ լեռնաշղթաների վրա ստեղծում են ֆիքսված բարձր և ցածր մակարդակներ, որոնք նվազեցնում են փոթորիկների համար հասանելի էներգիայի քանակը:
Այնուամենայնիվ, միայն դիտարկված տվյալների վերլուծությունը չի կարող հաստատել այս պատճառները, քանի որ չափազանց շատ գործոններ գործում և փոխազդում են միաժամանակ:Բացի այդ, մենք չենք կարող բացառել առանձին պատճառները՝ դրանց նշանակությունը ստուգելու համար:
Դա անելու համար մենք պետք է օգտագործենք կլիմայական մոդելներ՝ ուսումնասիրելու համար, թե ինչպես են փոթորիկները փոխվում, երբ տարբեր գործոններ վերացվում են:
Երբ սիմուլյացիայի ժամանակ մենք հարթեցինք երկրագնդի լեռները, կիսագնդերի միջև փոթորկի ուժգնության տարբերությունը կրկնակի կրճատվեց:Երբ մենք հանեցինք օվկիանոսի կոնվեյերային գոտին, փոթորկի տարբերության մյուս կեսը վերացավ:Այսպիսով, առաջին անգամ մենք բացահայտում ենք հարավային կիսագնդում փոթորիկների կոնկրետ բացատրությունը:
Քանի որ փոթորիկները կապված են սոցիալական ծանր ազդեցությունների հետ, ինչպիսիք են ծայրահեղ քամիները, ջերմաստիճանը և տեղումները, կարևոր հարցը, որին մենք պետք է պատասխանենք, այն է, թե ապագա փոթորիկները կլինեն ավելի ուժեղ, թե թույլ:
Էլեկտրոնային փոստով ստացեք բոլոր հիմնական հոդվածների և աշխատությունների համադրված ամփոփագրերը Carbon Brief-ից:Իմացեք ավելին մեր տեղեկագրի մասին այստեղ:
Էլեկտրոնային փոստով ստացեք բոլոր հիմնական հոդվածների և աշխատությունների համադրված ամփոփագրերը Carbon Brief-ից:Իմացեք ավելին մեր տեղեկագրի մասին այստեղ:
Հասարակություններին կլիմայի փոփոխության հետևանքների դեմ պայքարին նախապատրաստելու հիմնական գործիքը կլիմայական մոդելների վրա հիմնված կանխատեսումների ապահովումն է:Նոր ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, որ հարավային կիսագնդի միջին փոթորիկները ավելի ինտենսիվ կդառնան դեպի դարավերջ:
Ընդհակառակը, Հյուսիսային կիսագնդում փոթորիկների միջին տարեկան ինտենսիվության փոփոխությունները կանխատեսվում են չափավոր։Սա մասամբ պայմանավորված է մրցակցային սեզոնային ազդեցություններով արևադարձային գոտիներում տաքացման, որն ավելի ուժեղ է դարձնում փոթորիկները և Արկտիկայի արագ տաքացմանը, ինչը նրանց ավելի թույլ է դարձնում:
Այնուամենայնիվ, կլիման այստեղ և այժմ փոխվում է:Երբ մենք դիտարկում ենք վերջին մի քանի տասնամյակների փոփոխությունները, մենք գտնում ենք, որ միջին փոթորիկները տարվա ընթացքում ավելի ինտենսիվ են դարձել հարավային կիսագնդում, մինչդեռ հյուսիսային կիսագնդում փոփոխությունները աննշան են եղել՝ համահունչ նույն ժամանակահատվածի կլիմայական մոդելների կանխատեսումներին։ .
Թեև մոդելները թերագնահատում են ազդանշանը, դրանք ցույց են տալիս, որ փոփոխությունները տեղի են ունենում նույն ֆիզիկական պատճառներով:Այսինքն, օվկիանոսում փոփոխությունները մեծացնում են փոթորիկները, քանի որ ավելի տաք ջուրը շարժվում է դեպի հասարակած, իսկ Անտարկտիդայի շուրջը ավելի սառը ջուր է բերվում մակերեսին փոխարինելու համար, ինչը հանգեցնում է հասարակածի և բևեռների ավելի ուժեղ հակադրության:
Հյուսիսային կիսագնդում օվկիանոսի փոփոխությունները փոխհատուցվում են ծովի սառույցի և ձյան կորստով, ինչի հետևանքով Արկտիկան ավելի շատ կլանում է արևի լույսը և թուլացնում հակադրությունը հասարակածի և բևեռների միջև:
Ճիշտ պատասխան ստանալու խաղադրույքները մեծ են:Հետագա աշխատանքի համար կարևոր կլինի պարզել, թե ինչու են մոդելները թերագնահատում դիտարկված ազդանշանը, բայց նույնքան կարևոր կլինի ճիշտ պատասխան ստանալը ճիշտ ֆիզիկական պատճառներով:
Xiao, T. et al.(2022) Փոթորիկներ հարավային կիսագնդում հողի ձևերի և օվկիանոսի շրջանառության պատճառով, Ամերիկայի Միացյալ Նահանգների Գիտությունների ազգային ակադեմիայի նյութեր, doi: 10.1073/pnas.2123512119
Էլեկտրոնային փոստով ստացեք բոլոր հիմնական հոդվածների և աշխատությունների համադրված ամփոփագրերը Carbon Brief-ից:Իմացեք ավելին մեր տեղեկագրի մասին այստեղ:
Էլեկտրոնային փոստով ստացեք բոլոր հիմնական հոդվածների և աշխատությունների համադրված ամփոփագրերը Carbon Brief-ից:Իմացեք ավելին մեր տեղեկագրի մասին այստեղ:
Հրատարակված է CC լիցենզիայի ներքո:Դուք կարող եք վերարտադրել չհարմարեցված նյութն ամբողջությամբ՝ ոչ առևտրային օգտագործման համար՝ հղում անելով Carbon Brief-ին և հղումով հոդվածին:Խնդրում ենք կապնվել մեզ հետ կոմերցիոն օգտագործման համար: