الأرض أصبحت أغمق وتغير توازن المناخ في الكوكب

منذ ما يقرب من عشرين عامًا ، قامت الأقمار الصناعية بقياس تدفق أشعة الشمس والحرارة بهدوء عبر الغلاف الجوي للأرض. اليوم ، يقول العلماء إن هذه القياسات تشير إلى وجود اتجاه مقلق – نصف الكرة الشمالي يزداد قاتمًا مقارنة نصف نصف الكرة الجنوبي.

يمكن أن يعيد التناقض تعريف أنماط الرياح ، التيارات المحيطية ، وحتى درجات الحرارة العالمية.

تتبع تدفق طاقة الكوكب

تعتمد الدراسة على 24 عامًا من بيانات الأقمار الصناعية التي تم جمعها بواسطة غيوم ناسا ونظام الطاقة المشع للأرض (CERES). يتتبع النظام مقدار الطاقة الشمسية التي تمتصها الأرض ، والمعروفة باسم الإشعاع الشمسي الممتص (ASR) ، ومقدار الطاقة التي ترسلها إلى الفضاء ، والمعروفة باسم الإشعاع الموجي الطويل الصادر (OLR).

عندما قارن الباحثون في نصف الكرة الأرضية هذه القياسات ، وجدوا أن الشمال كان يحصل على طاقة شمسية أكثر مما كان عليه من قبل. خلال فترة الدراسة ، تلقى نصف الكرة الشمالي حوالي 0.34 واط لكل متر مربع أكثر طاقة شمسية كل عقد من نصف الكرة الجنوبي. على الرغم من أن ذلك قد يبدو اختلافًا ضئيلاً ، إلا أنه ذو دلالة إحصائية وكبيرة بما يكفي لإزعاج توازن الطاقة المتوازن بالأرض.

يقول الدكتور نورمان ج. لوب ، عالم المناخ في مركز أبحاث لانجلي التابع لناسا والمؤلف الرئيسي للدراسة: كلا نصفي الكرة الأرضية ، لكن التأثير أقوى في الشمال.

ما وراء “الظلام”

يرتبط ظلال نصف الكرة الشمالي – قدرته المنخفضة على ترتد أشعة الشمس إلى الفضاء – بعدة عوامل متشابكة. واحدة من أهمها هو فقدان الأسطح العاكسة. الجليد البحري المذاب وتناقص غطاء الثلج في القطب الشمالي المكشوفة من الأراضي المظلمة والمحيطات التي تمتص المزيد من الحرارة.

عامل آخر يقود الاتجاه هو الانخفاض في الجزيئات المحمولة جواً تسمى الهباء الجوي. الملوثات الصغيرة ، التي كانت ذات يوم على نطاق واسع على المناطق الصناعية في أمريكا الشمالية وأوروبا والصين ، التي كانت منتشرة في السابق ، وساهمت في السحب اللامعة التي تعكس الإشعاع بعيدًا. طهرت لوائح تلوث الهواء الأكثر تشددًا من الهواء ولكن في هذه العملية فقدت بعض تلك الخصائص العاكسة.

في وقت واحد في نصف الكرة الجنوبي ، رفعت الأحداث الطبيعية مثل حرائق الأدغال الضخمة في أستراليا وانفجار البركاني الصيغ تونغا مؤقتًا مستوى الهباء الجوي وتعزيز انعكاس أشعة الشمس. لم تكن مثل هذه المسامير مكثفة بما يكفي لمواجهة الأرصدة العالمية.

تقارير الدراسة أيضا تغييرات في بخار الماء والغيوم. السحب تشتهر بالتحديات للنموذج ، وتختلف تأثيرها حسب الموقع. شهدت بعض المناطق السحب الأرق ، في حين أن البعض الآخر قد أدخلت غطاء سحابي أكثر جوهرية. الكل في الكل ، قرر العلماء أن السحب لا تعوض عن امتصاص الشمال المتزايد كما كان يعتقد.

تناسق مكسور

لسنوات عديدة ، أخذ الباحثون أمرا مفروغا منه أن نظام المناخ في الأرض سوف ينظم نفسه. إذا كان نصف الكرة الأرضية يحصل على المزيد من الطاقة الشمسية ، فإن السحب أو التيارات المحيطية ستعيد توزيعها. يتم وضع هذا الافتراض للاختبار.

وقال فريق لوب: “تشير البيانات إلى أن السحب لا تعوض تمامًا عن اختلالات نصف الكرة الأرضية”. إن فقدان التماثل هذا مهم لأنه يؤثر على الطريقة التي يعيد بها الكوكب الحرارة. يؤدي اختلال التوازن في الطاقة إلى تداول الهواء والمحيط – القوى وراء الطقس والمطر واستقرار المناخ.

كما يفترض الشمال المزيد من الطاقة ، يمكن تغيير أنماط النقل الحراري. الرياح وتيارات المحيط التي تحمل الدفء عبر خط الاستواء تبدد أو عكس. هذه التغييرات الصغيرة تموج في جميع أنحاء النظام ، مما يؤثر على المناخ المحلي وربما تكثف الاحترار في القارات الشمالية.

يتم تأكيد هذا من خلال دراسة تقول أن العالم كله ، الأرض ، أصبح أغمق. استغرق العالم بأسره 0.83 واط إضافية لكل متر مربع لكل عقد من الطاقة منذ عام 2001. في حين تُفقد بعض هذه الطاقة الزائدة عن طريق الدورة الدموية في الغلاف الجوي والمحيطات ، حوالي 0.21 واط لكل متر مربع لكل عقد – يكفي لزيادة اتجاهات الاحترار.

في أوروبا وأمريكا الشمالية ، قد تعني الحرارة الإضافية فصولًا أكثر حدة وثابتة. يمكن للتداخل مع أنماط الرياح وذوبان الجليد في القطب الشمالي أيضًا تشكيل الاحترار الإقليمي. يحذر العلماء من أن التغييرات أنفسهم بطيئة ولكنها تتراكم مع مرور الوقت وحلقات التغذية المرتدة ، والتي بدورها تعزز تغير المناخ.

أوجه عدم اليقين والأسئلة المفتوحة

تكمن قوة هذا البحث في مجموعة البيانات الطويلة غير المنقطعة. يمنح عقدين من قياسات CERES العلماء نظرة موثوقة على الطريقة التي تطورت بها تيارات الطاقة. الدراسة ، مع ذلك ، لا تخلو من العيوب. الاختلافات في امتصاص الطاقة متواضعة في الحجم ، وتفصل المساهمة المحددة من الهباء الجوي ، البياض ، بخار الماء ، والغيوم لا تزال صعبة.

العلماء غير متأكدين أيضًا مما إذا كان هذا الاختلال في نصف الكرة الأرضية سيستمر في النمو أو الاستقرار. إذا كان الأمر كذلك ، فقد تصل أنماط الدورة الدموية العالمية إلى توازن جديد وربما يغير نماذج المناخ بناءً على افتراضات متماثلة.

“النتائج تعزز حاجة واضحة لإعادة النظر في كيفية تعامل النماذج مع تعويض نصف الكرة الأرضية” ، يقول المؤلفون. “حتى الاختلافات المتواضعة في توازن الطاقة يمكن أن يكون لها آثار عميقة.”

صورة المناخ الأكبر

تصل هذه النتائج حيث تتنافس العلماء في جميع أنحاء العالم لجعل توقعات مناخ أدق. تعتمد معظم النماذج الحالية على فرضية أن السحب تلقائيًا ستعوض التغييرات في الإشعاع. ومع ذلك ، إذا كانت الغيوم لا تفعل ذلك ، كما يشير هذا البحث ، فإن هذه النماذج ربما تقلل من الاحترار المستقبلي في بعض الأماكن.

لا تقتصر آثار الدراسة على الأرصاد الجوية. يمكن أن تزيد الطاقة الزائدة المحاصرة في نصف الكرة الشمالي من ذوبان الخطوط العرضية العالية ، وعكس أنظمة الرياح الموسمية ، وتغيير أنماط هطول الأمطار التي تغذي مليارات من الناس. إن فهم السبب وكيف تفصل نصفي الكرة الأرضية يمكن أن يسمح للعلماء بتوقع هذه التغييرات ومعالجتها بنجاح أكبر.

يقول لوب وفريقه إن الخطوة التالية هي تمديد سجلات الأقمار الصناعية وتشمل ملاحظات جديدة في نماذج المناخ. قد يكشف تتبع هذه التغييرات على المدى الزمني الأطول ما إذا كان الخلل هو تمايل قصير أو تعديل طويل الأجل في نظام الطاقة للأرض.

الآثار العملية للبحث

هذا التباين في نصف الكرة المتزايد يؤكد تعقيد تغير المناخ. حقيقة أن نصف الكرة الشمالي يمتص طاقة أكبر يعني أن الاحترار العالمي لن يحدث بشكل موحد. قد تشهد المناطق في أمريكا الشمالية وأوروبية وآسيوية – التي تحتوي بالفعل على معظم سكان العالم والصناعة – ارتفاعًا في درجة حرارة أكبر وترجيفات الطقس المتطرف.

بالنسبة لصانعي السياسات ، فإن الرسالة واضحة: إن قطع تلوث الهباء الجوي ينظف الهواء على حساب التأثير قليلاً على الطريقة التي يعكس بها الكوكب الشمس. تحتاج نماذج المناخ إلى التقاط هذه المقايضة بشكل أكثر دقة. بالنسبة للعلماء ، يتمثل التحدي في تحسين تتبع الأقمار الصناعية ودمج هذه النتائج في نماذج التنبؤ.

على المدى الطويل ، يمكن أن توجه هذه المعلومات سياسة المناخ الأكثر حكمة ، مما يسمح للمجتمعات بالتكيف مع الاحترار غير المكتمل وحماية النظم الإيكولوجية الحساسة للموازنة. تضيء الدراسة أيضًا كيف أن التغييرات الصغيرة – بضعة واط لكل متر مربع – يمكنها تحويل توازن مناخ الكوكب بهدوء.

تتوفر نتائج الأبحاث عبر الإنترنت في مجلة PNAs: العلوم الأرضية والغلاف الجوي والكواكب.

قصص ذات صلة

مثل هذا النوع من الشعور بالرضا؟ احصل على الجانب الأكثر إشراقًا من النشرة الإخبارية للأخبار.