Професор Тифани Шоу, професор, Оддел за геолошки науки, Универзитет во Чикаго
Јужната хемисфера е многу турбулентно место. Ветровите на различни географски широчини се опишани како „рикање четириесет степени“, „бесни педесет степени“ и „врескајќи шеесет степени“. Брановите достигнуваат неверојатни 78 стапки (24 метри).
Како што сите знаеме, ништо во Северната хемисфера не може да одговара на силните бури, ветер и бранови во јужната хемисфера. Зошто?
Во една нова студија објавена во Зборникот на Националната академија на науките, моите колеги и јас откривам зошто невремето се почести во јужната хемисфера отколку во северот.
Комбинирајќи неколку докази од набудувањата, теоријата и климатските модели, нашите резултати укажуваат на основната улога на глобалните океански „подвижни ленти“ и големи планини во северната хемисфера.
Исто така, покажуваме дека, со текот на времето, невремето во јужната хемисфера станале поинтензивни, додека оние во Северната хемисфера не. Ова е во согласност со моделирање на климатски модели на глобално затоплување.
Овие промени се важни затоа што знаеме дека посилните бури можат да доведат до потешки влијанија како што се екстремни ветрови, температури и врнежи од дожд.
Долго време, повеќето набудувања на времето на земјата беа направени од земја. Ова им даде на научниците јасна слика за невремето во северната хемисфера. Како и да е, во јужната хемисфера, која опфаќа околу 20 проценти од земјата, не добивме јасна слика за невреме сè додека сателитските набудувања не станаа достапни кон крајот на 1970 -тите.
Од децении набудување од почетокот на сателитската ера, знаеме дека невремето во јужната хемисфера се околу 24 проценти посилни од оние во Северната хемисфера.
Ова е прикажано на картата подолу, што го покажува забележаниот просечен годишен интензитет на невреме за јужната хемисфера (горе), северната хемисфера (центар) и разликата помеѓу нив (дното) од 1980 до 2018 година. (Забележете дека Јужниот пол е на врвот на споредбата помеѓу првите и последните мапи.)
Картата го покажува упорно високиот интензитет на невреме во Јужниот океан во јужната хемисфера и нивната концентрација во Тихиот и Атлантскиот Океан (засенчена во портокал) во северната хемисфера. Картата за разликата покажува дека невремето се посилни во јужната хемисфера отколку во Северната хемисфера (засенчување на портокал) во повеќето ширини.
Иако има многу различни теории, никој не нуди дефинитивно објаснување за разликата во невремето помеѓу двете хемисфери.
Откривањето на причините се чини дека е тешка задача. Како да се разбере таков комплексен систем што опфаќа илјадници километри како атмосферата? Не можеме да ја ставиме земјата во тегла и да ја проучиме. Сепак, ова е токму она што го прават научниците кои ја проучуваат физиката на климата. Ние ги применуваме законите на физиката и ги користиме за да ја разбереме атмосферата и климата на Земјата.
Најпознатиот пример за овој пристап е пионерското дело на д -р Шуро Манабе, кој ја доби Нобеловата награда за физика во 2021 година „за неговото сигурно предвидување за глобалното затоплување“. Неговите предвидувања се засноваат на физички модели на климата на Земјата, кои се движат од наједноставните еднодимензионални модели на температура до полноправно тродимензионални модели. Го проучува одговорот на климата на зголемувањето на нивото на јаглерод диоксид во атмосферата преку модели со различна физичка сложеност и монитори кои се појавуваат сигнали од основните физички феномени.
За да разбереме повеќе невреме во јужната хемисфера, собравме неколку докази, вклучително и податоци од климатски модели засновани на физика. Во првиот чекор, ги проучуваме набудувањата во однос на тоа како се дистрибуира енергијата низ целата земја.
Бидејќи земјата е сфера, нејзината површина прима сончево зрачење нерамномерно од Сонцето. Поголемиот дел од енергијата се прима и апсорбира во екваторот, каде што сончевите зраци директно ја погодуваат површината. Спротивно на тоа, столбовите што светло се удираат под стрмни агли добиваат помалку енергија.
Децении на истражување покажаа дека јачината на невремето доаѓа од оваа разлика во енергијата. Во суштина, тие ја претвораат „статичката“ енергија зачувана во оваа разлика во „кинетичка“ енергија на движење. Оваа транзиција се јавува преку процес познат како „бароклиничка нестабилност“.
Овој став сугерира дека сончевата светлина во инцидентот не може да го објасни поголемиот број невреме во јужната хемисфера, бидејќи и двете хемисфери добиваат иста количина на сончева светлина. Наместо тоа, нашата анализа на набудување сугерира дека разликата во интензитетот на невремето помеѓу југ и север може да се должи на два различни фактори.
Прво, транспортот на океанската енергија, честопати се нарекува „подвижен појас“. Вода тоне во близина на северниот пол, тече по подот на океанот, се крева околу Антарктикот и се влева назад кон север по екваторот, носејќи енергија со себе. Крајниот резултат е трансфер на енергија од Антарктикот во Северен пол. Ова создава поголем енергетски контраст помеѓу екваторот и столбовите во јужната хемисфера отколку во северната хемисфера, што резултира во потешки бури во јужната хемисфера.
Вториот фактор е големите планини во северната хемисфера, кои, како што сугерираше претходната работа на Манабе, ги смирува бурите. Воздушните струи над големите планински масиви создаваат фиксни височини и падови што ја намалуваат количината на енергија достапна за невреме.
Сепак, анализата на набудуваните податоци само не може да ги потврди овие причини, затоа што премногу фактори работат и комуницираат истовремено. Исто така, не можеме да ги исклучиме индивидуалните причини за тестирање на нивното значење.
За да го направите ова, треба да користиме климатски модели за да проучиме како се менуваат невремето кога се отстрануваат различни фактори.
Кога ги измазнувавме планините на Земјата во симулацијата, разликата во интензитетот на невремето помеѓу хемисферите беше преполовена. Кога го отстранивме подвижниот појас на океанот, другата половина од разликата во невремето ја немаше. Така, за прв пат, откриваме конкретно објаснување за невреме во јужната хемисфера.
Бидејќи невремето се поврзани со сериозни социјални влијанија како што се екстремни ветрови, температури и врнежи, важно прашање на кое мора да одговориме е дали идните невреме ќе бидат посилни или послаби.
Добијте курирани резимеа на сите клучни статии и трудови од јаглерод кратки по е -пошта. Дознајте повеќе за нашиот билтен овде.
Добијте курирани резимеа на сите клучни статии и трудови од јаглерод кратки по е -пошта. Дознајте повеќе за нашиот билтен овде.
Клучна алатка во подготовката на општествата за да се справат со ефектите од климатските промени е обезбедувањето предвидувања засновани на климатски модели. Една нова студија сугерира дека просечните бури од јужна хемисфера ќе станат поинтензивни кон крајот на векот.
Напротив, се предвидува дека промените во просечниот годишен интензитет на невреме во Северната хемисфера се умерени. Ова делумно се должи на конкурентските сезонски ефекти помеѓу затоплувањето во тропските предели, што ги прави невремето посилно и брзо затоплување на Арктикот, што ги прави послаби.
Сепак, климата овде и сега се менува. Кога гледаме на промени во изминатите неколку децении, откриваме дека просечните бури станаа поинтензивни во текот на годината во јужната хемисфера, додека промените во северната хемисфера се занемарливи, во согласност со предвидувањата на климатските модели во истиот период.
Иако моделите го потценуваат сигналот, тие укажуваат на промени што се случуваат од исти физички причини. Односно, промените во океанот ги зголемуваат невремето затоа што потоплата вода се движи кон екваторот и постудената вода се носат на површината околу Антарктикот за да го заменат, што резултира во посилен контраст помеѓу екваторот и столбовите.
Во северната хемисфера, промените во океанот се компензираат со губење на морскиот мраз и снег, предизвикувајќи Арктикот да апсорбира повеќе сончева светлина и да го ослабне контрастот помеѓу екваторот и столбовите.
Влоговите на добивање на вистинскиот одговор се големи. Willе биде важно за идната работа за да се утврди зошто моделите го потценуваат набудуваниот сигнал, но ќе биде подеднакво важно да се добие вистинскиот одговор од вистинските физички причини.
Xiao, T. et al. (2022) Невреме во јужната хемисфера поради земјиштето и циркулацијата на океаните, Зборник на трудови на Националната академија на науките на Соединетите Американски Држави, ДОИ: 10.1073/ПНАС.2123512199
Добијте курирани резимеа на сите клучни статии и трудови од јаглерод кратки по е -пошта. Дознајте повеќе за нашиот билтен овде.
Добијте курирани резимеа на сите клучни статии и трудови од јаглерод кратки по е -пошта. Дознајте повеќе за нашиот билтен овде.
Објавено под лиценца за CC. Може да го репродуцирате ненамерниот материјал во целост за некомерцијална употреба со линк до краткиот јаглерод и врската до статијата. Ве молиме контактирајте не за комерцијална употреба.