Профессор Тиффани Шав, профессор, Геоссатика кафедрасы, Чикаго университеті
Оңтүстік жарты шарда - өте турбулентті жер. Әр түрлі ендіктердегі желдер «қырық градус», «елу градус», және «алпыс градус» деп сипатталды. Толқындар 78 фут (24 метр) жетеді.
Біз бәріміз білеміз, солтүстік жарты шарда ешнәрсе қатты дауылдарға, жел мен толқындарға оңтүстік жарты шарға сәйкес келмейді. Неге?
Жаңа зерттеуде Ұлттық ғылым академиясының жұмысында, әріптестерім, мен дауылдар неге солтүстік жарты шарда дауылдар неге жиі кездеседі?
Бақылау, теория және климаттық модельдерден бірнеше дәлелдермен біріктіру, біздің нәтижелеріміз әлемдік мұхиттық «конвейердің белдіктерінің» және солтүстік жарты шардағы үлкен таулардың негізгі рөлін көрсетеді.
Сондай-ақ, уақыт өте келе, оңтүстік жарты шарда дауыл қарқынды, ал солтүстік жарты шарда болғандар да қарсылық білдіргенін де көрсетеміз. Бұл ғаламдық жылынудың климаттық моделіне сәйкес келеді.
Бұл өзгерістер маңызды, өйткені біз күшті дауылдар қатты жел, температура және жауын-шашын сияқты қатты әсер етуі мүмкін екенін білеміз.
Ұзақ уақыт бойы жердегі ауа-райының көпшілігі жерден жасалған. Бұл ғалымдарға солтүстік жарты шардағы дауылдың айқын көрінісі болды. Алайда, жердің 20 пайызын қамтитын оңтүстік жарты шарда біз 1970 жылдардың аяғында спутниктік бақылаулар болғанша дауылдардың нақты көрінісін алмадық.
Бақылаудың ондаған күндері жерсеріктік дәуірден бастап, біз оңтүстік жарты шардағы дауылдардың солтүстік жарты шардағы адамдарға қарағанда 24 пайыз күшті екенін білеміз.
Бұл төмендегі картада көрсетілген, ол оңтүстік жарты шардың (жоғарғы) жыл сайынғы қарқындылығын, солтүстік жарты шардың (орталық), солтүстік жарты шардың (орталығы) және олардың 1980 жылдан 2018 жылға дейін (төменгі полюсі) арасындағы айырмашылық, яғни оңтүстік полюс бірінші және соңғы карталар арасындағы салыстырудың жоғарғы жағында екенін ескеріңіз.)
Карта оңтүстік мұхиттағы дауылдың жоғары қарқындылығын және оңтүстік жарты шардағы оңтүстік мұхиттағы және олардың Тынық мұхитындағы және Атлант мұхитындағы шоғырлануы (қызғылт сары). Айырмашылық картасы дауылдардың оңтүстік жарты шарда, солтүстік жарты шарға қарағанда күшті екенін көрсетеді, ең көп ендіктерде солтүстік жарты шарға дейін (қызғылт сары).
Көптеген теориялар бар, бірақ ешкім екі жарты шардың арасындағы дауылдың айырмашылығын білдірмейді.
Себептерін табу қиын міндет сияқты. Мұндай күрделі жүйені қалай түсінуге болады? Біз жерді құмыраға қойып, оны зерттей алмаймыз. Алайда, бұл далада климат физикасын зерттейтін ғалымдар не істеп жатыр. Біз физика заңдарын қолданып, оларды жердің атмосферасы мен климатын түсіну үшін қолданамыз.
Бұл тәсілдің ең танымал мысалы - Доктор Шуро Манабенің алғашқы үлгісі, ол «жаһандық жылынуды сенімді түрде болжау үшін» 2021 Нобель сыйлығын алды. Оның болжамдары қарапайым бір өлшемді температуралық модельдерден бастап, үш өлшемді модельдерге дейінгі қарапайым климаттың физикалық модельдеріне негізделген. Бұл әр түрлі физикалық күрделілік модельдері арқылы атмосферадағы көмірқышқыл газының деңгейінің жоғарылауына байланысты климаттың реакциясын зерттейді және физикалық құбылыстардан пайда болатын сигналдарды бақылайды.
Оңтүстік жарты шарда көбірек дауылдарды түсіну үшін біз бірнеше дәлелдемелер жинадық, оның ішінде физика негізіндегі климаттық модельдерден мәліметтер жинадық. Бірінші қадамда біз энергияны бүкіл жер бетіне қалай бөлетіні жағынан зерттейміз.
Жер сфера болғандықтан, оның беті күн сәулесі күн сәулесінен біркелкі емес. Энергияның көп бөлігі экваторға түсіп, сіңеді, онда күн сәулелері бетіне тікелей тиді. Керісінше, жарық бұрыштарда жарқыраған тіректер аз қуат алады.
Ондаған жылдар бойы зерттеулер дауылдың күші энергетикалық айырмашылықтан шыққанын көрсетті. Негізінде олар осы айырмашылықта сақталған «статикалық» энергияны «кинетикалық» қозғалыс энергиясына айналдырады. Бұл ауысу «бароклиникалық тұрақсыздық» деп аталатын процесс арқылы жүреді.
Бұл көрініс апаттың күн сәулесі оңтүстік жарты шардағы дауылдардың көптігін түсіндіре алмайды, өйткені жарты шарда да күн сәулесі түседі. Мұның орнына, біздің бақылауды талдау біздің оңтүстік және солтүстігіндегі дауылдың қарқындылығының айырмашылығы екі түрлі факторға байланысты болуы мүмкін деп болжайды.
Біріншіден, мұхит энергиясын тасымалдау көбінесе «конвейер таспасы» деп аталады. Су осытүстік полюстің жанында су шығады, мұхит түбінде ағып, Антарктидада көтеріліп, солтүстікке қарай ағып жатыр, ол онымен бірге экватордың бойымен солтүстікке қарай ағады. Нәтижесі - Антарктидадан энергияны Солтүстік полюске беру. Бұл экватор мен оңтүстік жарты шардағы полюстердің арасында үлкен энергия контрастын жасайды, нәтижесінде оңтүстік жарты шарда қатты дауылдар пайда болады.
Екінші фактор - солтүстік жарты шардағы үлкен таулар, ол Манабенің бұрынғы жұмысы ұсынылғандай, дауылдарды түсіреді. Ірі тау жоталарында ауа ағындары дауылдар үшін қол жетімді энергия мөлшерін азайтатын тұрақты биіктіктер мен негіздер жасайды.
Алайда, бақыланатын деректерді талдау осы себептерді растай алмайды, өйткені тым көп факторлар жұмыс істейді және бір уақытта өзара әрекеттеседі. Сондай-ақ, біз олардың маңыздылығын тексерудің жеке себептерін алып тастай алмаймыз.
Мұны істеу үшін әр түрлі факторлар жойылған кезде дауылдардың қалай өзгеретінін зерттеу үшін климаттық модельдер қолдану керек.
Біз жердің тауларын модельдеуде тегістегенде, жарты шарлардың арасындағы дауылдың қарқындылығының айырмашылығы шамадан өтті. Мұхиттың конвейер белдеуін шешіп алған кезде, дауыл айырмашылығының екінші жартысы жойылды. Осылайша, біз алғаш рет біз оңтүстік жарты шарда дауылдар үшін нақты түсінік ашамыз.
Дауылдар қатты жел, температура және жауын-шашындар сияқты қатты әлеуметтік әсерлермен байланысты болғандықтан, біз жауап беруіміз керек маңызды сұрақ, болашақ дауылдар күшейе ме, әлде әлсіз болады.
Электрондық пошта арқылы көміртекті қысқаша барлық негізгі мақалалар мен құжаттардың емдік жиынтықтарын алыңыз. Біздің ақпараттық бюллетень туралы көбірек біліңіз.
Электрондық пошта арқылы көміртекті қысқаша барлық негізгі мақалалар мен құжаттардың емдік жиынтықтарын алыңыз. Біздің ақпараттық бюллетень туралы көбірек біліңіз.
Климаттың өзгеруінің әсерін жеңу үшін қоғамдарды дайындаудағы негізгі құрал - бұл климаттық модельдер негізінде болжамдар беру. Жаңа зерттеулерде орташа оңтүстік гемашы дауылдары ғасырдың аяғында қарқынды болады деп болжайды.
Керісінше, солтүстік жарты шардағы дауылдардың орташа жылдық қарқындылығындағы өзгерістер орташа деңгейде болады деп болжануда. Бұл ішінара Тропиктердегі жылынудың бәсекелес әсеріне байланысты, бұл дауылдарды күшейтеді және арктикада тез жылынумен байланысты, бұл оларды әлсірейді.
Алайда, мұнда және қазір климат өзгеруде. Соңғы бірнеше онжылдықта өзгерістерге қарасақ, бұл дауылдардың оңтүстік жарты шарда жыл бойына жыл бойына қарқынды бастан өткерді, ал солтүстік жарты шардағы өзгерістер осы кезеңдегі климаттық модельдік болжамдарға сәйкес келмейтінін байқаймыз.
Модельдер сигналды бағаламаса да, олар бірдей физикалық себептермен болатын өзгерістерді білдіреді. Яғни, мұхиттың өзгеруі, өйткені жылу суы экваторға қарай жылжиды, өйткені жылы су экваторға ауысады, өйткені суық су оны ауыстыру үшін, оның орнына Антарктисттің бетіне енеді, нәтижесінде экватор мен тіректер арасындағы контраст пайда болады.
Солтүстік жарты шарда мұхит өзгереді, теңіз мұзы мен қардың жоғалуы, сәуленің жоғалуы, күн сәулесін сіңіруге және экватор мен полюстердің арасындағы контрастты әлсіретеді.
Дұрыс жауап алудың үлесі жоғары. Болашақта жұмыс істеу үшін модельдер бақыланған сигналды неге бағаламайтынын анықтау үшін маңызды, бірақ дұрыс жауап алу үшін дұрыс маңызды болады.
Сяо, Т. және al. (2022) Оңтүстік жарты шардағы нөсер және мұхиттық айналымға, Америка Құрама Штаттарының Ұлттық ғылым академиясының еңбектері, DOI: 10.1073 / PNAS.2123512119
Электрондық пошта арқылы көміртекті қысқаша барлық негізгі мақалалар мен құжаттардың емдік жиынтықтарын алыңыз. Біздің ақпараттық бюллетень туралы көбірек біліңіз.
Электрондық пошта арқылы көміртекті қысқаша барлық негізгі мақалалар мен құжаттардың емдік жиынтықтарын алыңыз. Біздің ақпараттық бюллетень туралы көбірек біліңіз.
CC лицензиясы бойынша жарияланған. Сіз ауа алмаған материалдарды толығымен коммерциялық емес мақсатта көміртекті қысқаша және мақаланың сілтемесіне сілтеме жасай аласыз. Коммерциялық пайдалану үшін бізге хабарласыңыз.