Professor Tiffany Shaw, Chicago ülikooli geoteaduste osakonna professor
Lõunapoolkera on väga rahutu koht.Erinevatel laiuskraadidel puhuvaid tuuli on kirjeldatud kui "mürisevat nelikümmend kraadi", "raevukas viiskümmend kraadi" ja "karjuv kuuskümmend kraadi".Lained ulatuvad ilmatu 78 jalani (24 meetrini).
Nagu me kõik teame, ei suuda miski põhjapoolkeral võrrelda lõunapoolkera tugevate tormide, tuule ja lainetega.Miks?
Ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences avaldatud uues uuringus avastame kolleegidega, miks tormid on lõunapoolkeral tavalisemad kui põhjapoolkeral.
Kombineerides mitmeid vaatluste, teooria ja kliimamudelite tõendeid, osutavad meie tulemused ülemaailmsete ookeaniliste "konveierilintide" ja põhjapoolkeral asuvate suurte mägede olulisele rollile.
Samuti näitame, et aja jooksul muutusid tormid lõunapoolkeral intensiivsemaks, põhjapoolkeral aga mitte.See on kooskõlas globaalse soojenemise kliimamudeli modelleerimisega.
Need muutused on olulised, sest teame, et tugevamad tormid võivad põhjustada tõsisemaid tagajärgi, nagu äärmuslikud tuuled, temperatuurid ja sademed.
Pikka aega tehti enamus Maa ilmavaatlusi maismaalt.See andis teadlastele põhjapoolkera tormist selge pildi.Kuid lõunapoolkeral, mis katab umbes 20 protsenti maismaast, ei saanud me tormidest selget pilti enne, kui 1970. aastate lõpus muutusid kättesaadavaks satelliitvaatlused.
Satelliidiajastu algusest saadik aastakümneid kestnud vaatluste põhjal teame, et lõunapoolkeral on tormid umbes 24 protsenti tugevamad kui põhjapoolkeral.
See on näidatud alloleval kaardil, mis näitab lõunapoolkeral (üleval) ja põhjapoolkeral (keskel) täheldatud keskmist tormi intensiivsust aastas ja erinevust nende vahel (alumine) aastatel 1980–2018. (Pange tähele, et lõunapoolus on 1. esimese ja viimase kaardi võrdluse ülaosa.)
Kaardil on tormide püsivalt kõrge intensiivsus lõunapoolkeral Lõuna-Ookeanis ning nende kontsentratsioon Vaikses ja Atlandi ookeanis (oranžiga varjutatud) põhjapoolkeral.Erinevuste kaart näitab, et tormid on lõunapoolkeral tugevamad kui põhjapoolkeral (oranž varjund) enamikul laiuskraadidel.
Kuigi on palju erinevaid teooriaid, ei anna keegi lõplikku seletust kahe poolkera tormide erinevusele.
Põhjuste väljaselgitamine tundub olevat raske ülesanne.Kuidas mõista nii keerulist tuhandete kilomeetrite pikkust süsteemi nagu atmosfäär?Me ei saa Maad purki panna ja seda uurida.Kuid just seda teevad teadlased, kes uurivad kliimafüüsikat.Me rakendame füüsikaseadusi ja kasutame neid Maa atmosfääri ja kliima mõistmiseks.
Selle lähenemisviisi kuulsaim näide on dr Shuro Manabe teedrajav töö, kes sai 2021. aasta Nobeli füüsikaauhinna „kliima soojenemise usaldusväärse ennustamise eest”.Selle ennustused põhinevad Maa kliima füüsikalistel mudelitel, mis ulatuvad kõige lihtsamatest ühemõõtmelistest temperatuurimudelitest kuni täisväärtuslike kolmemõõtmeliste mudeliteni.See uurib erineva füüsilise keerukusega mudelite abil kliima reageerimist süsinikdioksiidi taseme tõusule atmosfääris ja jälgib füüsikaliste nähtuste esilekerkivaid signaale.
Lõunapoolkeral rohkemate tormide mõistmiseks oleme kogunud mitmeid tõendeid, sealhulgas füüsikapõhiste kliimamudelite andmeid.Esimeses etapis uurime vaatlusi, kuidas energia jaotub üle Maa.
Kuna Maa on kera, saab selle pind päikesekiirgust Päikeselt ebaühtlaselt.Suurem osa energiast võetakse vastu ja neeldub ekvaatoril, kus päikesekiired tabavad pinda otsesemalt.Seevastu postid, mis tabab valgust järsu nurga all, saavad vähem energiat.
Aastakümnete pikkused uuringud on näidanud, et tormi tugevus tuleneb sellest energia erinevusest.Põhimõtteliselt muudavad nad selles erinevuses salvestatud "staatilise" energia "kineetiliseks" liikumisenergiaks.See üleminek toimub protsessi kaudu, mida nimetatakse "barokliiniliseks ebastabiilsuseks".
See seisukoht viitab sellele, et langev päikesevalgus ei saa seletada lõunapoolkeral esinevate tormide suuremat arvu, kuna mõlemad poolkerad saavad sama palju päikesevalgust.Selle asemel viitab meie vaatlusanalüüs sellele, et lõuna- ja põhjaosa tormide intensiivsuse erinevus võib olla tingitud kahest erinevast tegurist.
Esiteks ookeanienergia transport, mida sageli nimetatakse "konveierilindiks".Vesi vajub põhjapooluse lähedal, voolab mööda ookeanipõhja, tõuseb ümber Antarktika ja voolab mööda ekvaatorit tagasi põhja, kandes endaga kaasa energiat.Lõpptulemuseks on energia ülekandmine Antarktikast põhjapoolusele.See loob lõunapoolkeral suurema energiakontrasti ekvaatori ja pooluste vahel kui põhjapoolkeral, mille tulemusena on lõunapoolkeral tugevamad tormid.
Teiseks teguriks on põhjapoolkeral asuvad suured mäed, mis, nagu Manabe varasem töö viitas, summutavad torme.Õhuvoolud üle suurte mäeahelike tekitavad fikseeritud tõusud ja mõõnad, mis vähendavad tormide jaoks saadaoleva energia hulka.
Kuid vaadeldud andmete analüüs üksi ei saa neid põhjuseid kinnitada, kuna liiga palju tegureid toimivad ja mõjutavad samaaegselt.Samuti ei saa me välistada üksikuid põhjuseid, et kontrollida nende olulisust.
Selleks peame kasutama kliimamudeleid, et uurida, kuidas tormid muutuvad erinevate tegurite eemaldamisel.
Kui silusime simulatsioonis maa mägesid, vähenes poolkerade vaheline tormide intensiivsuse erinevus poole võrra.Kui eemaldasime ookeani konveierilindi, oli teine ​​pool tormivahest kadunud.Seega avastame esimest korda konkreetse seletuse lõunapoolkera tormidele.
Kuna torme seostatakse tõsiste sotsiaalsete mõjudega, nagu äärmuslikud tuuled, temperatuurid ja sademed, on oluline küsimus, kas peame vastama, kas tulevased tormid on tugevamad või nõrgemad.
Saate meili teel kureeritud kokkuvõtteid kõigist Carbon Brief'i olulisematest artiklitest ja dokumentidest.Lisateavet meie uudiskirja kohta leiate siit.
Saate meili teel kureeritud kokkuvõtteid kõigist Carbon Brief'i olulisematest artiklitest ja dokumentidest.Lisateavet meie uudiskirja kohta leiate siit.
Peamine vahend ühiskondade ettevalmistamisel kliimamuutuste mõjudega toimetulekuks on kliimamudelitel põhinevate prognooside esitamine.Uus uuring viitab sellele, et keskmised lõunapoolkera tormid muutuvad sajandi lõpupoole intensiivsemaks.
Vastupidi, põhjapoolkera tormide aasta keskmise intensiivsuse muutusi ennustatakse mõõdukaks.See on osaliselt tingitud konkureerivatest hooajalistest mõjudest troopikas toimuva soojenemise vahel, mis muudab tormid tugevamaks, ja kiire soojenemise vahel Arktikas, mis muudab need nõrgemaks.
Kliima siin ja praegu on aga muutumas.Kui vaatame muutusi viimastel aastakümnetel, leiame, et keskmised tormid on lõunapoolkeral aasta jooksul muutunud intensiivsemaks, samas kui põhjapoolkeral on muutused olnud tühised, mis on kooskõlas kliimamudeli sama perioodi prognoosidega. .
Kuigi mudelid alahindavad signaali, näitavad need muutused, mis toimuvad samadel füüsilistel põhjustel.See tähendab, et muutused ookeanis suurendavad torme, kuna soojem vesi liigub ekvaatori poole ja Antarktika ümbruses tuuakse selle asemele külmem vesi, mille tulemuseks on tugevam kontrast ekvaatori ja pooluste vahel.
Põhjapoolkeral kompenseerib ookeanimuutused merejää ja lume kadu, mistõttu Arktika neelab rohkem päikesevalgust ning nõrgestab kontrasti ekvaatori ja pooluste vahel.
Õige vastuse saamise panused on suured.Tulevase töö jaoks on oluline kindlaks teha, miks mudelid alahindavad vaadeldavat signaali, kuid sama oluline on saada õige vastus õigetel füüsilistel põhjustel.
Xiao, T. et al.(2022) Tormid lõunapoolkeral pinnavormide ja ookeaniringluse tõttu, Ameerika Ühendriikide riikliku teaduste akadeemia toimetised, doi: 10.1073/pnas.2123512119
Saate meili teel kureeritud kokkuvõtteid kõigist Carbon Brief'i olulisematest artiklitest ja dokumentidest.Lisateavet meie uudiskirja kohta leiate siit.
Saate meili teel kureeritud kokkuvõtteid kõigist Carbon Brief'i olulisematest artiklitest ja dokumentidest.Lisateavet meie uudiskirja kohta leiate siit.
Avaldatud CC litsentsi alusel.Võite mitteäriliseks kasutamiseks kohandamata materjali tervikuna reprodutseerida koos lingiga Carbon Briefile ja lingiga artiklile.Kommertseks kasutamiseks võtke meiega ühendust.