طوفان ها و رویدادهای شدید آب و هوایی در نیمکره جنوبی قوی تر از نیمکره شمالی هستند. نیمکره جنوبی نسبت به نیمکره شمالی جریان جت قوی تر و رویدادهای آب و هوایی شدیدتر دارد. درک اهمیت نسبی کنتراست زمین و اقیانوس، از جمله توپوگرافی، فرآیندهای تشعشعی، و گردش اقیانوس، برای تعیین این عدم تقارن ضروری است و ممکن است به تفسیر پیش بینی طوفان های آینده کمک کند.
با استفاده از دیدگاه پرانرژی، مشاهدات، و شبیه سازی مدل آب و هوا، مطالعه جدیدی توسط دانشگاه شیکاگو یک توضیح رشته اول برای این پدیده ارائه می دهد. آنها دو مقصر مهم پیدا کردند: گردش اقیانوس و رشته کوه های بزرگ در نیمکره شمالی.
این مطالعه همچنین نشان داد که این عدم تعادل طوفانی از دهه 1980 که عصر ماهواره آغاز شد، افزایش یافته است. آنها دریافتند که این افزایش از نظر کیفی با پیش‌بینی‌های تغییرات اقلیمی که توسط مدل‌های مبتنی بر فیزیک انجام شده است، مطابقت دارد.
برای مدت طولانی، به طور قابل توجهی کمتر در مورد آن شناخته شده بود آب و هوا در نیمکره جنوبی. بیشتر راه های مشاهده آب و هوا زمینی بود. اما با ظهور رصد جهانی مبتنی بر ماهواره در دهه 1980، می‌توانیم میزان تفاوت را تعیین کنیم. نیمکره جنوبی دارای جریان جت قوی تر و رویدادهای شدید آب و هوایی است.
افکار به اشتراک گذاشته شده بود، اما هیچ کس دلیل قطعی برای این عدم تقارن پیدا نکرده بود. شاو، اسامو میاواکی (دکترای '22، در حال حاضر در مرکز ملی تحقیقات جوی) و آرون دونوهه از دانشگاه واشنگتن همگی نظریه هایی از تحقیقات قبلی داشتند اما می خواستند بیشتر پیش بروند. این امر مستلزم ترکیب خطوط متعددی از شواهد از مشاهدات، تئوری و شبیه‌سازی‌های اقلیمی مبتنی بر فیزیک بود.
تیفانی شاو، دانشمند آب و هوا از دانشگاه شیکاگو گفت: "شما نمی توانید زمین را در یک کوزه قرار دهید، بنابراین در عوض، ما از مدل های آب و هوایی ساخته شده بر اساس قوانین فیزیک استفاده می کنیم و آزمایش هایی را برای آزمایش فرضیه های خود انجام می دهیم."
آنها یک مدل عددی از آب و هوای زمین بر اساس قوانین فیزیکی برای تکرار داده ها. آنها سپس اثرات حذف هر متغیر را یک به یک بر طوفان اندازه گیری کردند.
آنها در ابتدا توپوگرافی را به عنوان یک عامل بررسی کردند. رشته کوه های بیشتری در نیمکره شمالی وجود دارد و رشته کوه های بزرگ می توانند حرکت هوا را برای کاهش طوفان ها مختل کنند. در واقع، هنگامی که دانشمندان هر را مسطح کردند کوه روی زمین، حدود نیمی از اختلاف طوفان بین دو نیمکره ناپدید شد.
بخش دیگر مربوط به گردش اقیانوس بود. آب در سراسر جهان مانند یک تسمه نقاله سست اما قوی در گردش است: در قطب شمال فرود می آید، از طریق آن سفر می کند. کف اقیانوس، بالا می رود قاره قطب جنوب، و سپس در نزدیکی سطح جریان می یابد و انرژی را با خود حمل می کند. اکنون دو نیمکره دارای اختلاف انرژی هستند. زمانی که دانشمندان تلاش کردند این تسمه نقاله را جدا کنند، نیمی دیگر از واریانس طوفان ناپدید شد.
پس از پرداختن به این پرسش اساسی که چرا نیمکره جنوبی طوفان های بیشتری را تجربه می کند، دانشمندان به چگونگی تکامل طوفان پرداختند.
آنها کشف کردند که عدم تقارن طوفانی در دوره ماهواره ای که در دهه 1980 شروع شد، با تجزیه و تحلیل مشاهدات دهه های قبل افزایش یافته است. یعنی در حالی که میانگین تغییر در نیمکره شمالی حداقل بوده است، نیمکره جنوبی طوفانی تر می شود.
تغییرات در اقیانوس با تغییرات طوفان در نیمکره جنوبی مرتبط است. آنها کشف کردند که نیمکره شمالی نیز تأثیر اقیانوسی قابل مقایسه ای دارد. با این حال، این تأثیر با افزایش جذب خورشیدی نیمکره شمالی به دلیل ذوب شدن برف و یخ دریا لغو می شود.
به عنوان یک بررسی مستقل ضروری در مورد دقت این مدل‌ها، دانشمندان مدل‌هایی را که برای پیش‌بینی استفاده می‌شوند، بررسی کردند. تغییر آب و هوا به عنوان بخشی از گزارش ارزیابی تغییرات آب و هوایی بین دولتی و متوجه شد که همه آنها سیگنال های یکسانی را نشان می دهند - افزایش طوفان در نیمکره جنوبی و تغییرات جزئی در شمال.
دانشمندان اشاره کرد, شاید تعجب آور باشد که چنین سؤال ساده فریبنده ای – چرا یک نیمکره طوفانی تر از نیمکره دیگر – برای مدت طولانی بی پاسخ مانده است، اما شاو توضیح داد که رشته فیزیک آب و هوا و آب و هوا در مقایسه با بسیاری از زمینه های دیگر نسبتاً جوان است.
مرجع مجله:
- تیفانی A. Shaw و همکاران. نیمکره جنوبی طوفانی تر ناشی از توپوگرافی و گردش اقیانوس. PNASبه DOI: 10.1073 / pnas.2123512119
