Штормы и экстремальные погодные явления сильнее в Южном полушарии, чем в Северном полушарии. В Южном полушарии более сильный струйный поток и более экстремальные погодные явления, чем в Северном полушарии. Понимание относительной важности контраста суши и океана, включая топографию, радиационные процессы и циркуляцию океана, для определения этой асимметрии имеет важное значение и может помочь в интерпретации прогнозов будущих штормов.
Используя энергетическую перспективу, наблюдения и моделирование климата, новое исследование, проведенное Чикагский университет предлагает первое объяснение этому явлению. Они нашли двух главных виновников: циркуляцию океана и большие горные хребты в Северное полушарие.
Исследование также показало, что этот дисбаланс штормов увеличился с 1980-х годов, когда началась эра спутников. Они обнаружили, что увеличение качественно соответствует прогнозам изменения климата, сделанным с помощью физических моделей.
Долгое время о погода в южном полушарии. Большинство способов наблюдения за погодой были наземными. Но с появлением спутниковых глобальных наблюдений в 1980-х годах мы смогли количественно оценить, насколько огромной была разница. Южное полушарие отличается более сильным струйным течением и более экстремальными погодными явлениями.
Мысли разделялись, но никто не нашел окончательной причины этой асимметрии. Шоу, Осаму Мияваки (доктор философии 22 года, в настоящее время работает в Национальном центре атмосферных исследований) и Аарон Донохью из Вашингтонского университета — у всех были теории из более ранних исследований, но они хотели двигаться дальше. Для этого потребовалось объединить многочисленные доказательства из наблюдений, теории и моделирования климата на основе физики.
Климатолог Чикагского университета Тиффани Шоу сказала: «Вы не можете поместить Землю в банку, поэтому вместо этого мы используем климатические модели, построенные на законах физики, и проводим эксперименты для проверки наших гипотез».
Они применили численную модель Климат Земли на основе физических правил для репликации данных. Затем они измерили влияние удаления каждой переменной, по одной, на штормовую активность.
Первоначально они рассматривали топографию как фактор. В Северном полушарии больше горных хребтов, и большие горные хребты могут препятствовать движению воздуха, чтобы уменьшить штормы. Действительно, когда ученые расплющили каждый гора на земле, исчезла примерно половина разницы в штормовости между двумя полушариями.
Другая часть касалась циркуляции океана. Вода циркулирует по миру подобно медленному, но мощному конвейеру: она спускается в Арктику, проходит через дно океана, поднимается в Антарктике, а затем течет вверх у поверхности, неся с собой энергию. Два полушария теперь имеют дифференциал энергии. Другая половина дисперсии шторма исчезла, когда ученые попытались убрать эту конвейерную ленту.
После решения фундаментального вопроса о том, почему в южном полушарии больше штормов, ученые рассмотрели, как эволюционировали штормы.
Они обнаружили, что асимметрия штормов увеличилась в течение спутниковой эры, начавшейся в 1980-х годах, путем анализа наблюдений за предыдущие десятилетия. То есть, в то время как среднее изменение в Северном полушарии было минимальным, Южное полушарие становится еще более штормовым.
Изменения в океане были связаны с изменениями штормового режима в Южном полушарии. Они обнаружили, что Северное полушарие также имеет сопоставимое влияние океана. Тем не менее, это влияние компенсируется повышенным поглощением солнечной энергии Северным полушарием из-за таяния снега и морского льда.
В качестве важной независимой проверки точности этих моделей ученые изучили модели, которые использовались для прогнозирования. изменение климата в рамках оценочного отчета Межправительственной группы экспертов по изменению климата и обнаружил, что все они показывали одни и те же сигналы — усиление шторма в Южном полушарии и незначительные изменения в Северном.
Ученые отметил,, «Может показаться удивительным, что такой обманчиво простой вопрос — почему одно полушарие более бурное, чем другое — так долго оставался без ответа, но Шоу объяснил, что область физики погоды и климата относительно молода по сравнению со многими другими областями».
Справочник журнала:
- Тиффани А. Шоу и др. Более бурное Южное полушарие, вызванное топографией и циркуляцией океана. PNAS, DOI: 10.1073 / pnas.2123512119
