Профессор Тиффани Шоу, Чикаго университетінің геоғылым кафедрасының профессоры
Оңтүстік жарты шар - өте аласапыран жер.Әр түрлі ендіктердегі желдер «қырық градус, «қаһарлы елу градус», «алпыс градус айқай» деп сипатталған.Толқындар 78 футқа (24 метр) жетеді.
Бәрімізге белгілі, солтүстік жарты шарда ешнәрсе оңтүстік жарты шардағы қатты дауылға, желге және толқындарға тең келе алмайды.Неліктен?
Proceedings of the National Academy of Sciences журналында жарияланған жаңа зерттеуде менің әріптестерім және мен дауылдардың солтүстікке қарағанда оңтүстік жарты шарда жиі болатынын анықтадық.
Бақылаулардан, теориядан және климаттық модельдерден алынған бірнеше дәлелдерді біріктіре отырып, біздің нәтижелер солтүстік жарты шардағы жаһандық мұхиттық «конвейер белдеулері» мен үлкен таулардың негізгі рөлін көрсетеді.
Біз сондай-ақ уақыт өте оңтүстік жарты шарда дауыл күшейе түскенін, ал солтүстік жарты шардағы дауылдың күшеюін көрсетеміз.Бұл жаһандық жылынуды климаттық модельдеуге сәйкес келеді.
Бұл өзгерістер маңызды, өйткені біз күшті дауылдар қатты жел, температура және жауын-шашын сияқты ауыр әсерлерге әкелуі мүмкін екенін білеміз.
Ұзақ уақыт бойы Жердегі ауа-райын бақылаудың көпшілігі құрлықтан жасалды.Бұл ғалымдарға солтүстік жарты шардағы дауылдың анық көрінісін берді.Алайда, жердің шамамен 20 пайызын алып жатқан Оңтүстік жарты шарда біз 1970 жылдардың аяғында спутниктік бақылаулар қол жетімді болғанға дейін дауылдың нақты бейнесін ала алмадық.
Спутниктік дәуірдің басынан бергі ондаған жылдар бойы жүргізілген бақылаулардан біз оңтүстік жарты шардағы дауылдар солтүстік жарты шардағыдан шамамен 24 пайызға күшті екенін білеміз.
Бұл Оңтүстік жарты шар (жоғарғы), Солтүстік жарты шар (орталық) үшін байқалған орташа жылдық дауыл қарқындылығын және 1980 жылдан 2018 жылға дейінгі олардың арасындағы айырмашылықты (төменгі) көрсететін төмендегі картада көрсетілген. (Оңтүстік полюсте бірінші және соңғы карталар арасындағы салыстырудың жоғарғы жағы.)
Картада Оңтүстік жарты шардағы Оңтүстік мұхиттағы дауылдардың тұрақты жоғары қарқындылығы және олардың Солтүстік жарты шарда Тынық және Атлант мұхиттарында (қызғылт сары түспен боялған) шоғырлануы көрсетілген.Айырмашылық картасы көптеген ендіктерде Солтүстік жарты шарға (қызғылт сары көлеңке) қарағанда Оңтүстік жарты шарда дауыл күштірек екенін көрсетеді.
Көптеген әртүрлі теориялар болғанымен, екі жарты шар арасындағы дауылдардың айырмашылығын ешкім нақты түсіндіре алмайды.
Себептерін анықтау қиын іс сияқты.Атмосфера сияқты мыңдаған шақырымға созылатын күрделі жүйені қалай түсінуге болады?Біз Жерді құмыраға салып, оны зерттей алмаймыз.Дегенмен, климат физикасын зерттейтін ғалымдар дәл осылай істеп жатыр.Біз физика заңдарын қолданамыз және оларды Жер атмосферасы мен климатын түсіну үшін қолданамыз.
Бұл тәсілдің ең танымал мысалы - «жаһандық жылынуды сенімді болжағаны үшін» физика бойынша 2021 жылғы Нобель сыйлығын алған доктор Шуро Манабенің жаңашыл жұмысы.Оның болжамдары ең қарапайым бір өлшемді температуралық модельдерден толыққанды үш өлшемді модельдерге дейінгі жер климатының физикалық үлгілеріне негізделген.Ол әртүрлі физикалық күрделілік үлгілері арқылы атмосферадағы көмірқышқыл газының көтерілу деңгейіне климаттың жауабын зерттейді және физикалық құбылыстардан туындайтын сигналдарды бақылайды.
Оңтүстік жарты шардағы көбірек дауылдарды түсіну үшін біз бірнеше дәлелдер желісін, соның ішінде физикаға негізделген климаттық модельдерден алынған деректерді жинадық.Бірінші қадамда біз энергияның Жерге қалай таралатыны тұрғысынан бақылауларды зерттейміз.
Жер шар тәрізді болғандықтан, оның беті Күннен күн радиациясын біркелкі емес қабылдайды.Энергияның көп бөлігі күн сәулелері жер бетіне тікелей түсетін экваторда қабылданады және жұтылады.Керісінше, жарық тік бұрыштармен соғылған полюстер аз энергия алады.
Ондаған жылдар бойы жүргізілген зерттеулер дауылдың күші энергияның осы айырмашылығынан туындайтынын көрсетті.Негізінде, олар осы айырмашылықта сақталған «статикалық» энергияны қозғалыстың «кинетикалық» энергиясына айналдырады.Бұл ауысу «бароклиникалық тұрақсыздық» деп аталатын процесс арқылы жүреді.
Бұл көзқарас оңтүстік жарты шардағы дауылдардың көп санын түсіндіре алмайды, өйткені екі жарты шарда бірдей күн сәулесі түседі.Оның орнына, біздің бақылау талдауымыз оңтүстік пен солтүстік арасындағы дауылдың қарқындылығының айырмашылығы екі түрлі факторға байланысты болуы мүмкін екенін көрсетеді.
Біріншіден, көбінесе «конвейер лентасы» деп аталатын мұхит энергиясын тасымалдау.Су Солтүстік полюске жақын жерде батып, мұхит түбін бойлай ағып, Антарктиданы айнала көтеріліп, экватор бойымен солтүстікке қайта ағып, өзімен бірге энергияны тасымалдайды.Соңғы нәтиже энергияның Антарктидадан Солтүстік полюске ауысуы болып табылады.Бұл Солтүстік жарты шарға қарағанда Оңтүстік жарты шарда экватор мен полюстер арасында үлкен энергия контрастын тудырады, нәтижесінде Оңтүстік жарты шарда қатты дауылдар болады.
Екінші фактор - солтүстік жарты шардағы үлкен таулар, олар Манабенің бұрынғы жұмысында айтылғандай, дауылдарды басады.Үлкен тау жоталарының үстіндегі ауа ағындары дауылдар үшін қол жетімді энергия мөлшерін азайтатын тұрақты биіктіктер мен төменгі деңгейлерді жасайды.
Дегенмен, бақыланатын деректерді талдаудың өзі бұл себептерді растай алмайды, өйткені тым көп факторлар бір уақытта әрекет етеді және өзара әрекеттеседі.Сондай-ақ, олардың маңыздылығын тексеру үшін жеке себептерді жоққа шығара алмаймыз.
Ол үшін әртүрлі факторлар жойылған кезде дауылдың қалай өзгеретінін зерттеу үшін климаттық модельдерді пайдалану керек.
Модельдеуде жердің тауларын тегістеген кезде жарты шарлар арасындағы дауылдың қарқындылығының айырмашылығы екі есе азайды.Біз мұхиттың конвейер лентасын алып тастаған кезде, дауыл айырмашылығының екінші жартысы жойылды.Осылайша, біз алғаш рет оңтүстік жарты шардағы дауылдың нақты түсіндірмесін ашамыз.
Дауылдар төтенше желдер, температуралар және жауын-шашын сияқты ауыр әлеуметтік әсерлермен байланысты болғандықтан, біз жауап беруіміз керек маңызды сұрақ - болашақ дауылдар күштірек немесе әлсіз болады ма.
Carbon Brief-тен электрондық пошта арқылы барлық негізгі мақалалар мен мақалалардың жинақталған қорытындыларын алыңыз.Біздің ақпараттық бюллетень туралы көбірек біліңіз.
Carbon Brief-тен электрондық пошта арқылы барлық негізгі мақалалар мен мақалалардың жинақталған қорытындыларын алыңыз.Біздің ақпараттық бюллетень туралы көбірек біліңіз.
Қоғамдарды климаттың өзгеруінің салдарларына төтеп беруге дайындаудың негізгі құралы климаттық модельдерге негізделген болжамдарды ұсыну болып табылады.Жаңа зерттеу орташа оңтүстік жарты шардағы дауылдар ғасырдың соңына қарай күшейетінін болжайды.
Керісінше, Солтүстік жарты шарда дауылдардың орташа жылдық қарқындылығының өзгеруі қалыпты болады деп болжануда.Бұл ішінара дауылдарды күшейтетін тропиктік аймақтардағы жылыну мен Арктикадағы жылдам жылыну арасындағы бәсекелес маусымдық әсерлерге байланысты, бұл оларды әлсіретеді.
Дегенмен, мұнда және қазір климат өзгеруде.Соңғы бірнеше онжылдықтардағы өзгерістерге қарасақ, орташа дауылдар жыл бойы оңтүстік жарты шарда күшейе түскенін, ал солтүстік жарты шардағы өзгерістер шамалы болғанын және сол кезеңдегі климаттық модель болжамдарына сәйкес келетінін көреміз. .
Модельдер сигналды жете бағаламаса да, олар бірдей физикалық себептерге байланысты болатын өзгерістерді көрсетеді.Яғни, мұхиттағы өзгерістер дауылдарды көбейтеді, себебі жылы су экваторға қарай жылжиды және оның орнына Антарктиданың айналасындағы судың бетіне суық су шығарылады, нәтижесінде экватор мен полюстердің арасындағы контраст күштірек болады.
Солтүстік жарты шарда мұхит өзгерістері теңіз мұзы мен қардың жоғалуымен өтеледі, бұл Арктиканың күн сәулесін көбірек сіңіруіне және экватор мен полюстер арасындағы контрастты әлсіретуге әкеледі.
Дұрыс жауап алудың ставкасы жоғары.Модельдер байқалған сигналды неліктен төмендететінін анықтау болашақ жұмыс үшін маңызды болады, бірақ дұрыс физикалық себептер бойынша дұрыс жауап алу бірдей маңызды болады.
Сяо, Т. және т.б.(2022) Жер бедері мен мұхит айналымына байланысты Оңтүстік жарты шардағы дауылдар, Америка Құрама Штаттарының Ұлттық ғылым академиясының материалдары, doi: 10.1073/pnas.2123512119
Carbon Brief-тен электрондық пошта арқылы барлық негізгі мақалалар мен мақалалардың жинақталған қорытындыларын алыңыз.Біздің ақпараттық бюллетень туралы көбірек біліңіз.
Carbon Brief-тен электрондық пошта арқылы барлық негізгі мақалалар мен мақалалардың жинақталған қорытындыларын алыңыз.Біздің ақпараттық бюллетень туралы көбірек біліңіз.
CC лицензиясы бойынша жарияланған.Сіз бейімделмеген материалды толығымен коммерциялық емес пайдалану үшін көміртегі қысқаша мазмұнына сілтеме және мақалаға сілтеме арқылы көшіре аласыз.Коммерциялық пайдалану үшін бізге хабарласыңыз.