Професор Тифани Шо, професор на Одделот за геонауки, Универзитетот во Чикаго
Јужната хемисфера е многу турбулентно место.Ветровите на различни географски широчини се опишани како „рикаат четириесет степени“, „бесни педесет степени“ и „врескаат шеесет степени“.Брановите достигнуваат неверојатни 78 стапки (24 метри).
Како што сите знаеме, ништо на северната хемисфера не може да се спореди со силните бури, ветерот и брановите на јужната хемисфера.Зошто?
Во новата студија објавена во Зборникот на Националната академија на науките, јас и моите колеги откриваме зошто бурите се почести на јужната хемисфера отколку на северната.
Комбинирајќи неколку линии на докази од набљудувања, теорија и климатски модели, нашите резултати укажуваат на основната улога на глобалните океански „подвижни појаси“ и големите планини на северната хемисфера.
Исто така, покажуваме дека, со текот на времето, бурите на јужната хемисфера станаа поинтензивни, додека оние на северната хемисфера не.Ова е во согласност со климатскиот модел моделирање на глобалното затоплување.
Овие промени се важни затоа што знаеме дека посилните бури можат да доведат до посериозни влијанија како што се екстремни ветрови, температури и врнежи.
Долго време, повеќето набљудувања на времето на Земјата беа направени од копно.Ова на научниците им даде јасна слика за бурата на северната хемисфера.Меѓутоа, на јужната хемисфера, која зафаќа околу 20 проценти од земјиштето, не добивме јасна слика за бурите додека сателитските набљудувања не станаа достапни во доцните 1970-ти.
Од децениското набљудување од почетокот на ерата на сателитите, знаеме дека бурите на јужната хемисфера се околу 24 проценти посилни од оние на северната хемисфера.
Ова е прикажано на картата подолу, која го прикажува набљудуваниот просечен годишен интензитет на бура за Јужната хемисфера (горе), Северната хемисфера (центар) и разликата меѓу нив (долу) од 1980 до 2018 година. (Забележете дека Јужниот пол е на врвот на споредбата помеѓу првата и последната карта.)
Мапата го прикажува постојано високиот интензитет на бури во Јужниот Океан на јужната хемисфера и нивната концентрација во Тихиот и Атлантскиот Океан (засенчени во портокалова боја) на северната хемисфера.Картата на разликата покажува дека бурите се посилни на јужната хемисфера отколку на северната хемисфера (портокалово засенчување) на повеќето географски широчини.
Иако постојат многу различни теории, никој не нуди дефинитивно објаснување за разликата во бурите меѓу двете хемисфери.
Откривањето на причините се чини дека е тешка задача.Како да се разбере таков комплексен систем кој опфаќа илјадници километри како атмосферата?Не можеме да ја ставиме Земјата во тегла и да ја проучуваме.Сепак, токму тоа го прават научниците кои ја проучуваат физиката на климата.Ги применуваме законите на физиката и ги користиме за да ја разбереме атмосферата и климата на Земјата.
Најпознатиот пример за овој пристап е пионерската работа на д-р Шуро Манабе, кој ја доби Нобеловата награда за физика во 2021 година „за неговото веродостојно предвидување за глобалното затоплување“.Неговите предвидувања се засноваат на физички модели на климата на Земјата, кои се движат од наједноставните еднодимензионални температурни модели до полноправни тридимензионални модели.Го проучува одговорот на климата на зголемените нивоа на јаглерод диоксид во атмосферата преку модели со различна физичка сложеност и ги следи сигналите што се појавуваат од основните физички феномени.
За да разбереме повеќе бури на јужната хемисфера, собравме неколку линии на докази, вклучувајќи податоци од климатски модели базирани на физика.Во првиот чекор, ги проучуваме набљудувањата во однос на тоа како енергијата се распределува низ Земјата.
Бидејќи Земјата е сфера, нејзината површина прима сончево зрачење нерамномерно од Сонцето.Поголемиот дел од енергијата се прима и се апсорбира на екваторот, каде што сончевите зраци подиректно ја погодуваат површината.Спротивно на тоа, столбовите на кои светлината удира под стрмни агли добиваат помалку енергија.
Децениските истражувања покажаа дека силата на бурата доаѓа од оваа разлика во енергијата.Во суштина, тие ја претвораат „статичката“ енергија складирана во оваа разлика во „кинетичка“ енергија на движење.Оваа транзиција се случува преку процес познат како „бароклинска нестабилност“.
Ова гледиште сугерира дека инцидентната сончева светлина не може да го објасни поголемиот број бури на јужната хемисфера, бидејќи и двете хемисфери добиваат иста количина на сончева светлина.Наместо тоа, нашата опсервациска анализа сугерира дека разликата во интензитетот на бурата помеѓу југ и север може да се должи на два различни фактори.
Прво, транспортот на океанската енергија, често познат како „подвижна лента“.Водата тоне во близина на Северниот пол, тече по дното на океанот, се издигнува околу Антарктикот и тече назад на север по екваторот, носејќи енергија со себе.Крајниот резултат е трансфер на енергија од Антарктикот на Северниот Пол.Ова создава поголем енергетски контраст помеѓу екваторот и половите во јужната хемисфера отколку во северната хемисфера, што резултира со посилни бури на јужната хемисфера.
Вториот фактор се големите планини на северната хемисфера, кои, како што сугерираше претходната работа на Манабе, ги намалуваат бурите.Воздушните струи над големите планински масиви создаваат фиксни височини и падови што ја намалуваат количината на енергија достапна за бури.
Сепак, анализата на набљудуваните податоци сама по себе не може да ги потврди овие причини, бидејќи премногу фактори дејствуваат и дејствуваат истовремено.Исто така, не можеме да исклучиме поединечни причини за да го тестираме нивното значење.
За да го направите ова, треба да користиме климатски модели за да проучиме како бурите се менуваат кога се отстрануваат различни фактори.
Кога ги измазнувавме планините на земјата во симулацијата, разликата во интензитетот на бурата меѓу хемисферите беше преполовена.Кога ја отстранивме подвижната лента на океанот, другата половина од разликата во бурата исчезна.Така, за прв пат откриваме конкретно објаснување за бурите на јужната хемисфера.
Бидејќи бурите се поврзани со тешки социјални влијанија како што се екстремни ветрови, температури и врнежи, важното прашање на кое мора да одговориме е дали идните бури ќе бидат посилни или послаби.
Добијте курирани резимеа на сите клучни статии и трудови од Carbon Brief по е-пошта.Дознајте повеќе за нашиот билтен овде.
Добијте курирани резимеа на сите клучни статии и трудови од Carbon Brief по е-пошта.Дознајте повеќе за нашиот билтен овде.
Клучна алатка за подготовка на општествата да се справат со ефектите од климатските промени е обезбедувањето прогнози засновани на климатски модели.Една нова студија сугерира дека просечните бури на јужната хемисфера ќе станат поинтензивни кон крајот на векот.
Напротив, се предвидува дека промените во просечниот годишен интензитет на бурите на северната хемисфера ќе бидат умерени.Ова делумно се должи на конкурентните сезонски ефекти помеѓу затоплувањето во тропските предели, што ги прави бурите посилни, и брзото затоплување на Арктикот, што ги прави послаби.
Сепак, климата овде и сега се менува.Кога ги гледаме промените во изминатите неколку децении, откриваме дека просечните бури станаа поинтензивни во текот на годината на јужната хемисфера, додека промените на северната хемисфера беа занемарливи, во согласност со предвидувањата на климатските модели во истиот период. .
Иако моделите го потценуваат сигналот, тие укажуваат на промени кои се случуваат од истите физички причини.Односно, промените во океанот ги зголемуваат бурите бидејќи потопла вода се движи кон екваторот и постудена вода се носи на површината околу Антарктикот за да ја замени, што резултира со посилен контраст помеѓу екваторот и половите.
Во северната хемисфера, промените во океаните се неутрализираат со губењето на морскиот мраз и снег, што предизвикува Арктикот да апсорбира повеќе сончева светлина и го ослабува контрастот помеѓу екваторот и половите.
Влогот за добивање на вистинскиот одговор е голем.За идната работа ќе биде важно да се утврди зошто моделите го потценуваат набљудуваниот сигнал, но подеднакво ќе биде важно да се добие вистинскиот одговор од вистинските физички причини.
Xiao, T. et al.(2022) Бури во јужната хемисфера поради копнените форми и океанската циркулација, Зборник на трудови на Националната академија на науките на Соединетите Американски Држави, дои: 10.1073/pnas.2123512119
Добијте курирани резимеа на сите клучни статии и трудови од Carbon Brief по е-пошта.Дознајте повеќе за нашиот билтен овде.
Добијте курирани резимеа на сите клучни статии и трудови од Carbon Brief по е-пошта.Дознајте повеќе за нашиот билтен овде.
Објавено под лиценца CC.Може да го репродуцирате неприлагодениот материјал во целост за некомерцијална употреба со линк до Carbon Brief и линк до статијата.Ве молиме контактирајте не за комерцијална употреба.