סופות ואירועי מזג אוויר קיצוניים חזקים יותר בחצי הכדור הדרומי מאשר בחצי הכדור הצפוני. בחצי הכדור הדרומי יש זרם סילון חזק יותר ואירועי מזג אוויר קיצוניים יותר מאשר בחצי הכדור הצפוני. הבנת החשיבות היחסית של ניגודיות יבשה-אוקיינוס, לרבות טופוגרפיה, תהליכי קרינה וזרימת אוקיינוסים, לקביעת אסימטריה זו היא חיונית ועשויה לעזור לפרש תחזיות של סערות עתידיות.
באמצעות פרספקטיבה אנרגטית, תצפיות וסימולציות של מודל אקלים, מחקר חדש של ה אוניברסיטת שיקגו מציע הסבר ראשוני לתופעה זו. הם מצאו שני אשמים משמעותיים: זרימת האוקיינוסים ורכסי ההרים הגדולים באזור חצי הכדור הצפוני.
המחקר גם גילה שחוסר האיזון הסוער הזה גדל מאז שנות השמונים של המאה הקודמת, כאשר החל עידן הלוויינים. הם מצאו שהעלייה תואמת מבחינה איכותית לתחזיות של שינויי אקלים שנעשו על ידי מודלים מבוססי פיזיקה.
במשך זמן רב, פחות היה ידוע באופן משמעותי על מזג האוויר בחצי הכדור הדרומי. רוב הדרכים לתצפית על מזג האוויר היו מבוססות יבשתיות. אבל עם הופעתה של תצפית גלובלית מבוססת לוויין בשנות ה-1980, נוכל לכמת עד כמה ההבדל היה קיצוני. בחצי הכדור הדרומי יש זרם סילון חזק יותר ואירועי מזג אוויר קיצוניים יותר.
מחשבות חולקו, אבל איש לא מצא סיבה חותכת לאסימטריה הזו. לשאו, אוסמו מיוואקי (Ph.D. '22, כיום במרכז הלאומי לחקר אטמוספירה), ואהרון דונוהו מאוניברסיטת וושינגטון לכולם היו תיאוריות ממחקר מוקדם יותר אבל רצו להתקדם הלאה. זה הצריך שילוב של שורות ראיות רבות מתצפיות, תיאוריות וסימולציות אקלים מבוססות פיזיקה.
מדענית האקלים של אוניברסיטת שיקגו טיפאני שו אמרה, "אי אפשר לשים את כדור הארץ בצנצנת, אז במקום זאת, אנחנו משתמשים במודלים של אקלים הבנויים על חוקי הפיזיקה ועורכים ניסויים כדי לבדוק את ההשערות שלנו."
הם יישמו מודל מספרי של האקלים של כדור הארץ מבוסס על כללים פיזיים לשכפול הנתונים. לאחר מכן הם מדדו את ההשפעות של הסרה של כל משתנה, אחד בכל פעם, על סערה.
בתחילה הם בחנו את הטופוגרפיה כגורם. יש יותר רכסי הרים בחצי הכדור הצפוני, ורכסי הרים גדולים יכולים לעכב את תנועת האוויר כדי להפחית את הסערות. ואכן, כאשר המדענים שיטחו כל הר על פני כדור הארץ, כמחצית מההבדל בסערה בין שתי ההמיספרות נעלם.
החלק השני נגע למחזור האוקיינוס. מים מסתובבים ברחבי העולם בדומה למסוע איטי אך חזק: הם יורדים באזור הארקטי, עוברים דרך קרקעית האוקיינוס, עולה פנימה אנטארקטיקה, ואז זורם למעלה ליד פני השטח, נושא איתו אנרגיה. לשתי ההמיספרות יש כעת הפרש אנרגיה. המחצית השנייה של השונות בסערה נעלמה כאשר המדענים ניסו להסיר את המסוע הזה.
לאחר שהתייחסו לשאילתה הבסיסית מדוע חצי הכדור הדרומי חווה יותר סערות, המדענים בדקו כיצד התפתחה הסערה.
הם גילו שאסימטריית הסערה גדלה במהלך עידן הלוויינים, שהחל בשנות ה-1980, על ידי ניתוח תצפיות מעשורים קודמים. כלומר, בעוד שהשינוי הממוצע בחצי הכדור הצפוני היה מינימלי, חצי הכדור הדרומי הופך לסוער עוד יותר.
שינויים באוקיינוס היו קשורים לשינויים בסערות בחצי הכדור הדרומי. הם גילו שגם לחצי הכדור הצפוני יש השפעה דומה על האוקיינוס. ובכל זאת, השפעה זו מתבטלת על ידי ספיגת השמש המוגברת של חצי הכדור הצפוני עקב הפשרת השלג והקרח הימי.
כבדיקה עצמאית חיונית לדיוק המודלים הללו, המדענים בחנו את המודלים ששימשו לחיזוי שינוי האקלים במסגרת דו"ח הערכת הפאנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים וגילו שכולם הציגו את אותם אותות - הגברת הסערה בחצי הכדור הדרומי ושינויים קלים בצפון.
מדענים ציין, "זה אולי מפתיע ששאלה כה פשוטה ומטעה - מדוע חצי כדור אחד סוער יותר מאחרת - נותרה ללא מענה במשך זמן כה רב, אבל שו הסביר שתחום הפיזיקה של מזג האוויר והאקלים צעיר יחסית לתחומים רבים אחרים".
עיון ביומן:
