Burze i ekstremalne zjawiska pogodowe są silniejsze na półkuli południowej niż na półkuli północnej. Na półkuli południowej występuje silniejszy prąd strumieniowy i występuje więcej ekstremalnych zjawisk pogodowych niż na półkuli północnej. Zrozumienie względnego znaczenia kontrastu ląd-ocean, w tym topografii, procesów radiacyjnych i cyrkulacji oceanicznej, dla określenia tej asymetrii jest niezbędne i może pomóc w interpretacji prognoz przyszłych burz.
Wykorzystując perspektywę energetyczną, obserwacje i symulacje modeli klimatycznych, nowe badanie przeprowadzone przez University of Chicago oferuje pierwszorzędne wyjaśnienie tego zjawiska. Znaleźli dwóch znaczących winowajców: cyrkulację oceaniczną i duże pasma górskie w Półkula północna.
Badanie wykazało również, że brak równowagi w zakresie burzy nasilił się od lat 1980. XX wieku, kiedy rozpoczęła się era satelitów. Ustalili, że wzrost ten był jakościowo zgodny z prognozami dotyczącymi zmian klimatycznych sporządzonymi na podstawie modeli fizycznych.
Przez długi czas znacznie mniej wiedziano o pogoda na półkuli południowej. Większość sposobów obserwacji pogody odbywała się na lądzie. Jednak wraz z pojawieniem się w latach 1980. XX w. globalnych obserwacji satelitarnych za pomocą satelitów mogliśmy określić ilościowo, jak ogromna była różnica. Na półkuli południowej występuje silniejszy prąd strumieniowy i bardziej ekstremalne zjawiska pogodowe.
Podzielono się przemyśleniami, ale nikt nie znalazł jednoznacznej przyczyny tej asymetrii. Shaw, Osamu Miyawaki (doktorat '22, obecnie w Narodowym Centrum Badań Atmosferycznych) i Aaron Donohoe z Uniwersytetu Waszyngtońskiego – wszyscy mieli teorie z wcześniejszych badań, ale chcieli pójść dalej. Wymagało to połączenia licznych dowodów z obserwacji, teorii i symulacji klimatycznych opartych na fizyce.
Tiffany Shaw, klimatolog z Uniwersytetu w Chicago, powiedziała: „Ziemi nie można włożyć do słoika, dlatego zamiast tego używamy modeli klimatycznych zbudowanych w oparciu o prawa fizyki i przeprowadzamy eksperymenty w celu sprawdzenia naszych hipotez”.
Zastosowali model numeryczny Klimat Ziemi w oparciu o fizyczne zasady replikacji danych. Następnie zmierzyli wpływ usunięcia każdej zmiennej pojedynczo na burzowość.
Początkowo zbadali topografię jako czynnik. Na półkuli północnej jest więcej pasm górskich, a duże pasma górskie mogą utrudniać ruch powietrza, aby złagodzić burze. Rzeczywiście, kiedy naukowcy spłaszczyli każdy góra na Ziemi, zniknęła około połowa różnicy w burzliwości między obiema półkulami.
Druga część dotyczyła cyrkulacji oceanu. Woda krąży po całym świecie niczym powolny, ale potężny przenośnik taśmowy: schodzi w Arktyce, przepływa przez dno oceanu, wstaje Antarktyda, a następnie wypływa w pobliżu powierzchni, niosąc ze sobą energię. Obie półkule mają teraz różnicę energii. Druga połowa zmienności w burzy zniknęła, gdy naukowcy podjęli próbę usunięcia tego przenośnika taśmowego.
Po odpowiedzi na podstawowe pytanie, dlaczego na półkuli południowej występuje więcej burz, naukowcy przyjrzeli się ewolucji burz.
Analizując obserwacje z poprzednich dekad, odkryli, że asymetria burzowości wzrosła w erze satelitów, która rozpoczęła się w latach 1980. XX wieku. Oznacza to, że podczas gdy średnie zmiany na półkuli północnej były minimalne, na półkuli południowej stają się jeszcze bardziej burzliwe.
Zmiany w oceanie powiązano ze zmianami burzliwości na półkuli południowej. Odkryli, że półkula północna również ma porównywalny wpływ na oceany. Jednak wpływ ten jest niwelowany przez zwiększoną absorpcję światła słonecznego na półkuli północnej w wyniku topnienia śniegu i lodu morskiego.
W ramach niezbędnej niezależnej kontroli dokładności tych modeli naukowcy sprawdzili modele wykorzystywane do prognozowania zmiany klimatyczne w ramach raportu oceniającego Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu i odkrył, że wszystkie one wykazywały te same sygnały – rosnące burze na półkuli południowej i niewielkie zmiany na półkuli północnej.
Naukowcy zauważyć, „Może być zaskakujące, że tak zwodniczo proste pytanie — dlaczego jedna półkula jest bardziej burzliwa od drugiej — pozostało tak długo bez odpowiedzi, ale Shaw wyjaśnił, że dziedzina pogody i fizyki klimatu jest stosunkowo młoda w porównaniu z wieloma innymi dziedzinami”.
Referencje czasopisma:
- Tiffany A. Shaw i in. Burzliwa półkula południowa spowodowana topografią i cyrkulacją oceaniczną. PNAS, DOI: 10.1073 / pnas.2123512119
