Stormer og ekstreme værhendelser er sterkere på den sørlige halvkule enn på den nordlige halvkule. Den sørlige halvkule har en sterkere jetstrøm og mer ekstreme værhendelser enn den nordlige halvkule. Å forstå den relative betydningen av land-hav-kontrast, inkludert topografi, strålingsprosesser og havsirkulasjon, for å bestemme denne asymmetrien er avgjørende og kan bidra til å tolke anslag om fremtidig storm.
Ved å bruke et energisk perspektiv, observasjoner og simuleringer av klimamodeller, en ny studie av University of Chicago gir en første-streng forklaring på dette fenomenet. De fant to betydelige skyldige: havsirkulasjonen og de store fjellkjedene i Nordlige halvkule.
Studien oppdaget også at denne ubalansen i stormen hadde vokst siden 1980-tallet da satellittalderen begynte. De fant at økningen var kvalitativt i tråd med klimaendringers prognoser laget av fysikkbaserte modeller.
I lang tid var betydelig mindre kjent om været på den sørlige halvkule. De fleste måtene å observere vær på var landbasert. Men med fremveksten av satellittbasert global observasjon på 1980-tallet, kunne vi kvantifisere hvor ekstrem forskjellen var. Den sørlige halvkule har en sterkere jetstrøm og mer ekstreme værhendelser.
Tanker var blitt delt, men ingen hadde funnet en avgjørende årsak til denne asymmetrien. Shaw, Osamu Miyawaki (Ph.D. '22, for tiden ved National Center for Atmospheric Research), og Aaron Donohoe fra University of Washington hadde alle teorier fra tidligere forskning, men ønsket å gå videre. Dette krevde å kombinere en rekke bevislinjer fra observasjoner, teori og fysikkbaserte klimasimuleringer.
Klimaforsker Tiffany Shaw fra University of Chicago sa: "Du kan ikke legge jorden i en krukke, så i stedet bruker vi klimamodeller bygget på fysikkens lover og kjører eksperimenter for å teste hypotesene våre."
De brukte en numerisk modell av Jordens klima basert på fysiske regler for å replikere dataene. De målte deretter effekten av hver variabels fjerning, en om gangen, på storm.
De undersøkte først topografi som en faktor. Det er flere fjellkjeder på den nordlige halvkule, og store fjellkjeder kan hindre luftbevegelsen for å redusere stormene. Faktisk, når forskerne flatet hver fjell på jorden, omtrent halvparten av forskjellen i storm mellom de to halvkulene forsvant.
Den andre delen gjaldt sirkulasjonen av havet. Vann sirkulerer over hele verden i likhet med et tregt, men kraftig transportbånd: det går ned i Arktis, reiser gjennom havbunnen, stiger inn Antarktis, og flyter deretter opp nær overflaten og bærer energi med seg. De to halvkulene har nå en energidifferensial. Den andre halvparten av variasjonen i storm forsvant da forskerne forsøkte å fjerne dette transportbåndet.
Etter å ha tatt opp det grunnleggende spørsmålet om hvorfor den sørlige halvkule opplever flere stormer, så forskerne på hvordan stormen har utviklet seg.
De oppdaget at stormasymmetrien har vokst i løpet av satellitttiden, som startet på 1980-tallet, ved å analysere observasjoner fra tidligere tiår. Det vil si at mens den gjennomsnittlige endringen på den nordlige halvkule har vært minimal, blir den sørlige halvkule enda mer stormfull.
Variasjoner i havet var knyttet til endringer i storm på den sørlige halvkule. De oppdaget at den nordlige halvkule også har en tilsvarende havpåvirkning. Likevel blir denne påvirkningen kansellert av den nordlige halvkules økte solabsorpsjon på grunn av smelting av snø og havis.
Som en viktig uavhengig kontroll av nøyaktigheten til disse modellene, undersøkte forskerne modellene som ble brukt til å forutsi Klima forandringer som en del av vurderingsrapporten fra det mellomstatlige panelet for klimaendringer og oppdaget at de alle viste de samme signalene – økende storm på den sørlige halvkule og mindre endringer på den nordlige.
Forskere bemerket, "Det kan være overraskende at et så villedende enkelt spørsmål - hvorfor en halvkule er stormigere enn en annen - ble ubesvart så lenge, men Shaw forklarte at feltet vær og klimafysikk er relativt ungt sammenlignet med mange andre felt."
Tidsreferanse:
- Tiffany A. Shaw et al. Stormier sørlige halvkule indusert av topografi og havsirkulasjon. PNAS. GJØR JEG: 10.1073 / pnas.2123512119
