Storme og ekstreme vejrbegivenheder er stærkere på den sydlige halvkugle end på den nordlige halvkugle. Den sydlige halvkugle har en stærkere jetstrøm og mere ekstreme vejrbegivenheder end den nordlige halvkugle. At forstå den relative betydning af land-hav kontrast, herunder topografi, strålingsprocesser og havcirkulation, for at bestemme denne asymmetri er afgørende og kan hjælpe med at fortolke fremskrivninger af fremtidig storm.
Ved hjælp af et energisk perspektiv, observationer og simuleringer af klimamodeller, en ny undersøgelse af University of Chicago giver en første streng forklaring på dette fænomen. De fandt to væsentlige syndere: havcirkulationen og de store bjergkæder i Nordlige halvkugle.
Undersøgelsen opdagede også, at denne stormubalance var vokset siden 1980'erne, da satellitalderen begyndte. De fandt, at stigningen var kvalitativt i overensstemmelse med klimaændringsprognoser lavet af fysikbaserede modeller.
I lang tid vidste man væsentligt mindre om vejret på den sydlige halvkugle. De fleste måder at observere vejret på var landbaserede. Men med fremkomsten af satellitbaseret global observation i 1980'erne kunne vi kvantificere, hvor ekstrem forskellen var. Den sydlige halvkugle har en stærkere jetstrøm og mere ekstreme vejrbegivenheder.
Tanker var blevet delt, men ingen havde fundet en afgørende årsag til denne asymmetri. Shaw, Osamu Miyawaki (Ph.D. '22, i øjeblikket ved National Center for Atmospheric Research) og Aaron Donohoe fra University of Washington havde alle teorier fra tidligere forskning, men ønskede at gå videre. Dette krævede at kombinere adskillige bevislinjer fra observationer, teori og fysikbaserede klimasimuleringer.
Klimaforsker Tiffany Shaw fra University of Chicago sagde: "Du kan ikke putte Jorden i en krukke, så i stedet bruger vi klimamodeller bygget på fysikkens love og kører eksperimenter for at teste vores hypoteser."
De anvendte en numerisk model af Jordens klima baseret på fysiske regler for at replikere dataene. De målte derefter virkningerne af hver variabels fjernelse, en ad gangen, på storm.
De undersøgte oprindeligt topografi som en faktor. Der er flere bjergkæder på den nordlige halvkugle, og store bjergkæder kan hindre luftbevægelser for at mindske storme. Faktisk, når forskerne fladede hver bjerg på jorden, omkring halvdelen af forskellen i stormighed mellem de to halvkugler forsvandt.
Den anden del vedrørte havets cirkulation. Vand cirkulerer over hele verden i lighed med et trægt, men potent transportbånd: det går ned i Arktis, rejser gennem havets bund, stiger ind Antarctica, og flyder derefter op nær overfladen og bærer energi med sig. De to halvkugler har nu en energiforskel. Den anden halvdel af variansen i stormighed forsvandt, da forskerne forsøgte at fjerne dette transportbånd.
Efter at have adresseret det grundlæggende spørgsmål om, hvorfor den sydlige halvkugle oplever flere storme, så forskerne på, hvordan stormen har udviklet sig.
De opdagede, at stormasymmetrien er vokset i løbet af satellittiden, som startede i 1980'erne, ved at analysere observationer fra tidligere årtier. Det vil sige, at mens den gennemsnitlige ændring på den nordlige halvkugle har været minimal, bliver den sydlige halvkugle endnu mere stormfuld.
Variationer i havet var forbundet med ændringer i stormen på den sydlige halvkugle. De opdagede, at den nordlige halvkugle også har en sammenlignelig havpåvirkning. Alligevel ophæves denne indflydelse af den nordlige halvkugles øgede solabsorption på grund af smeltningen af sne og havis.
Som en væsentlig uafhængig kontrol af nøjagtigheden af disse modeller undersøgte forskerne de modeller, der blev brugt til at forudsige klima forandring som en del af vurderingsrapporten fra det mellemstatslige panel om klimaændringer og opdagede, at de alle viste de samme signaler - stigende storm på den sydlige halvkugle og mindre ændringer på den nordlige.
Forskere bemærkede, "Det kan være overraskende, at et så vildledende simpelt spørgsmål - hvorfor en halvkugle er mere stormende end en anden - forblev ubesvaret i så lang tid, men Shaw forklarede, at området for vejr- og klimafysik er relativt ungt sammenlignet med mange andre felter."
Journal Reference:
- Tiffany A. Shaw et al. Stormier sydlige halvkugle induceret af topografi og havcirkulation. PNAS. DOI: 10.1073 / pnas.2123512119
