Професор Тиффани Схав, професор, Одељење за Геознанце, Универзитет у Чикагу
Јужна хемисфера је веома грозно место. Ветрови на разним ширинама описани су као "урлајући четрдесет степени", "бесни педесет степени" и "вриштећи шездесет степени". Таласи достижу огртач 78 стопа (24 метра).
Као што сви знамо, ништа на северној хемисфери не може да одговара тешким олујама, ветру и таласима у јужној хемисфери. Зашто?
У новој студији објављеној у поступку Националне академије наука, моје колеге и ја откривам зашто су олује чешће у јужној хемисфери него на северу.
Комбинујући неколико линија доказа из посматрања, теорија и климатских модела, наши резултати указују на основну улогу глобалних океанских "транспортних трака" и великих планина на северној хемисфери.
Такође показујемо да су, временом, олује у јужној хемисфери постале интензивније, док су оне на северној хемисфери нису. То је у складу са моделирањем климатских модела глобалног загревања.
Ове су промене биле ствари јер знамо да јачи олује могу довести до тежих утицаја као што су екстремни ветрови, температуре и падавина.
Дуго времена већина запажања на земљи на земљи направљена је од копна. То је научницима дао јасну слику олује у северној хемисфери. Међутим, у јужној хемисфери, која покрива око 20 процената земље, нисмо добили јасну слику олуја све док сателитска запажања постане доступна крајем 1970-их.
Од деценија посматрања од почетка сателитске ере знамо да су олује на јужној хемисфери око 24 посто јача од оних у северној хемисфери.
Ово је приказано на мапи испод, што показује посматрани просечни годишњи интензитет олује за јужну хемисферу (врх), северну хемисферу (центар) и разлику између њих (дно) од 1980. до 2018. године (имајте на уму да је Јужни пол на врху поређења и последње мапе.)
Карта приказује упорно високи интензитет олуја у јужном океану у јужној хемисфери и њиховој концентрацији у окидачким и атлантским океанима (засјењен у наранџастим) у северној хемисфери. Мапа разлике показује да су олује јаче на јужној хемисфери него у северној хемисфери (наранџасти сенчење) на већини ширина.
Иако постоји много различитих теорија, нико не нуди дефинитивно објашњење разлике у олуји између две хемисфере.
Откривање разлога изгледа да је тежак задатак. Како разумети тако сложен систем који се протеже хиљадама километара као атмосфера? Не можемо ставити земљу у теглу и проучити га. Међутим, то су управо оно што научници који проучавају физику климе. Законе физике примењујемо и користимо их да разумемо Земљину атмосферу и климу.
Најпознатији пример овог приступа је пионирски рад др. Схуро Манабе, који је добио Нобелове награду у физици "за његово поуздано предвиђање глобалног загревања." Његова предвиђања заснивају се на физичким моделима Земљине климе, у распону од најједноставнијих модела са једном димензионалном температуром до целокупне тродимензионалне моделе. Проучава одговор на климу за пораст нивоа угљен-диоксида у атмосфери путем модела различитог физичког сложености и мониторима који се појављују налазе се на основним физичким појавама.
Да бисмо разумели више олуја на јужној хемисфери, прикупили смо неколико редака доказа, укључујући податке са климатских модела заснованих на физици. У првом кораку студирамо запажања у смислу како се енергија дистрибуира широм Земље.
Пошто је земља сфера, његова површина прима сунчево зрачење неравномерно од Сунца. Већина енергије је примљена и апсорбована на екватору, где сунце зраке директније ударају на површину. Супротно томе, стубови који лагано погоди на стрмим угловима добијају мање енергије.
Десетљећа истраживања показала су да снага олује долази из ове разлике у енергији. У основи, они претвору "статичку" енергију сачувану у овој разлици у "кинетичку" енергију кретања. Ова транзиција се појављује кроз процес познат као "барокличка нестабилност".
Ово гледиште сугерише да инцидентна светлост не може објаснити већи број олуја на јужној хемисфери, јер обе хемисфере примају исту количину сунчеве светлости. Уместо тога, наша посматрачка анализа сугерише да би разлика у интензитету олуја између југа и севера могла бити последица два различита фактора.
Прво, транспорт океанске енергије, често се назива "транспортним појасом". Водени судопери у близини северног пола, тече уз океанско дно, уздиже се око Антарктике и враћа се на север дуж екватора, носећи енергију са њом. Крајњи резултат је пренос енергије из Антарктике на Северни пол. Ово ствара већу контраст енергије између екватора и стубова на јужној хемисфери него у северној хемисфери, што резултира тешким олујама на јужној хемисфери.
Други фактор су велике планине у северној хемисфери, што је, како је Манабе-ов ранији рад предложио, влажне олује. Ваздушне струје преко великих планинских распона стварају фиксне високе и ниже које смањују количину енергије која је доступна за олује.
Међутим, анализа посматраних података само не може да потврди ове узроке, јер превише фактора делује и интеракције истовремено. Такође, не можемо искључити појединачне узроке да тестира њихов значај.
Да бисмо то учинили, морамо да користимо климатске моделе да проучимо како се олује мењају када се уклоне различити фактори.
Када смо у симулацији изгласали Земљине планине, разлика у интензитету олуја између хемисфера је преполовљена. Када смо уклонили океански транспортни појас, друга половина разлике олује је нестала. Тако, по први пут откривамо конкретно објашњење за олује на јужној хемисфери.
Пошто су олује повезане са тешким друштвеним утицајима као што су екстремни ветрови, температуре и падавине, важно питање морамо одговорити је да ли ће будуће олује бити јачи или слабија.
Примите куриране сажетке свих кључних чланака и радова од поднеска угљеника путем е-поште. Овде сазнајте више о нашем билтену.
Примите куриране сажетке свих кључних чланака и радова од поднеска угљеника путем е-поште. Овде сазнајте више о нашем билтену.
Кључно средство за припрему друштава за суочавање са ефектима климатских промена је пружање прогноза заснованих на климатским моделима. Нова студија сугерира да ће просјечна олуја јужне хемисфере постати интензивнија према крају века.
Супротно томе, промене просечног годишњег интензитета олуја у северној хемисфери су предвиђене. То је делом због конкурирања сезонских ефеката између загревања у тропима, што ојачају олује и брзо загревање на Арктику, што их чини слабијим.
Међутим, клима овде и сада се мења. Када погледамо промене у последњих неколико деценија, откривамо да су просечне олује постале интензивније током године у јужној хемисфери, док су промене у северној хемисфери занемарљиве, у складу са предвиђањима климе у истом периоду.
Иако модели потцењују сигнал, они указују на промене које се дешавају из истих физичких разлога. То јест, промене у океану повећавају олује јер се топлије воде према екватору и хладнијој води доведена на површину око Антарктике да га замени, што резултира јачим контрастом између екватора и стубова.
У северном хемисфери, океанске промене надокнађују губитком морског леда и снега, узрокујући да Арктик апсорбује више сунчеве светлости и слабљење контраста између екватора и стубова.
Улози добијања права одговор су високи. Биће важно за будући рад да би се утврдио зашто модели потцењују посматрани сигнал, али то ће бити подједнако важно да се добије прави одговор за праве физичке разлоге.
Ксиао, Т. ет ал. (2022) Олује на јужној хемисфери због збивања и циркулације океана, поступак Националне академије наука Сједињених Америчких Држава, дои: 10.1073 / пнас.2123512119
Примите куриране сажетке свих кључних чланака и радова од поднеска угљеника путем е-поште. Овде сазнајте више о нашем билтену.
Примите куриране сажетке свих кључних чланака и радова од поднеска угљеника путем е-поште. Овде сазнајте више о нашем билтену.
Објављено под лиценцом за ЦЦ. Можете да репродукујете неприкладан материјал у целости због некомерцијалне употребе са везом до поднеска угљеника и везу до чланка. Молимо контактирајте нас за комерцијалну употребу.