Шторми та екстремальні погодні явища сильніші в південній півкулі, ніж у північній. Південна півкуля має сильніший струменевий потік і більше екстремальних погодних явищ, ніж Північна півкуля. Розуміння відносної важливості контрасту суша–океан, включаючи рельєф, радіаційні процеси та циркуляцію океану, для визначення цієї асиметрії є важливим і може допомогти інтерпретувати прогнози майбутніх штормів.
Використовуючи енергетичну перспективу, спостереження та моделювання кліматичних моделей, нове дослідження, проведене Чиказький університет пропонує першочергове пояснення цього явища. Вони знайшли двох значних винуватців: циркуляцію океану та великі гірські хребти Північна півкуля.
Дослідження також виявило, що цей дисбаланс штормів зріс з 1980-х років, коли почалася ера супутників. Вони виявили, що збільшення якісно відповідає прогнозам зміни клімату, зробленим за допомогою фізичних моделей.
Довгий час про це було відомо значно менше погода в південній півкулі. Більшість способів спостережень за погодою були наземними. Але з появою супутникових глобальних спостережень у 1980-х роках ми могли кількісно визначити, наскільки надзвичайною була різниця. Південна півкуля має сильніший струменевий потік і більше екстремальних погодних явищ.
Думки поділилися, але ніхто не знайшов остаточної причини цієї асиметрії. Шоу, Осаму Міявакі (доктор філософії 22 року, зараз працює в Національному центрі атмосферних досліджень) і Аарон Донохо з Вашингтонського університету мали теорії з попередніх досліджень, але хотіли рухатися далі. Це вимагало об’єднання численних рядків доказів із спостережень, теорії та моделювання клімату на основі фізики.
Кліматолог Чиказького університету Тіффані Шоу сказала: «Ви не можете помістити Землю в банку, тому замість цього ми використовуємо кліматичні моделі, побудовані на законах фізики, і проводимо експерименти, щоб перевірити наші гіпотези».
Вони застосували числову модель Клімат Землі на основі фізичних правил для реплікації даних. Потім вони виміряли вплив видалення кожної змінної, по черзі, на шторм.
Спочатку вони розглядали топографію як фактор. У Північній півкулі є більше гірських хребтів, і великі гірські хребти можуть перешкоджати руху повітря, щоб зменшити шторми. Дійсно, коли вчені розплющили кожну гора на Землі, приблизно половина різниці в бурхливості між двома півкулями зникла.
Інша частина стосувалася циркуляції океану. Вода циркулює світом, подібно до млявого, але потужного конвеєра: вона спускається в Арктиці, подорожує через дно океану, піднімається в Антарктида, а потім тече вгору біля поверхні, несучи з собою енергію. Дві півкулі тепер мають диференціальну енергію. Інша половина різниці штормів зникла, коли вчені спробували видалити цей конвеєр.
Розглянувши фундаментальне запитання про те, чому південна півкуля відчуває більше штормів, вчені подивилися, як еволюціонували шторми.
Проаналізувавши спостереження за попередні десятиліття, вони виявили, що асиметрія штормівності зросла протягом супутникової ери, яка почалася в 1980-х роках. Тобто, хоча середня зміна в Північній півкулі була мінімальною, Південна півкуля стає ще більш штормовою.
Зміни в океані були пов’язані зі змінами штормів у Південній півкулі. Вони виявили, що Північна півкуля також має порівнянний вплив океану. Однак цей вплив нівелюється збільшенням сонячного поглинання Північною півкулею внаслідок танення снігу та морського льоду.
Щоб перевірити точність цих моделей, вчені дослідили моделі, які використовувалися для прогнозування. зміни клімату у рамках звіту про оцінку Міжурядової групи експертів зі зміни клімату та виявив, що всі вони демонструють однакові сигнали — посилення шторму в Південній півкулі та незначні зміни в Північній.
Вчені зазначив,, «Може бути дивно, що таке оманливо просте запитання — чому одна півкуля бурхливіша за іншу — так довго залишалося без відповіді, але Шоу пояснив, що галузь фізики погоди та клімату відносно молода порівняно з багатьма іншими галузями».
Довідка з журналу:
- Тіффані А. Шоу та ін. Бурхливіша південна півкуля, спричинена топографією та циркуляцією океану. PNAS. DOI: 10.1073 / pnas.2123512119
