كيف يجتمع الغلاف الجوي للأرض والمناخ معًا لتكوين دوامة قطبية

عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.

تم نشر هذه المقالة أصلا في المحادثة. ساهم المنشور بالمقال في موقع Space.com أصوات الخبراء: افتتاحية ورؤى.

عاصفة شتوية شديدة جلبت الشلل المطر المتجمد والصقيع والثلوج إلى جزء كبير من الولايات المتحدة في أواخر يناير 2026، خلفت حالة من الفوضى في الولايات من نيو مكسيكو إلى نيو إنجلاند. وانقطع التيار الكهربائي عن مئات الآلاف من الأشخاص في جميع أنحاء الجنوب سقط الجليد على أغصان الأشجار وخطوط الكهرباء، أكثر من أ سقط قدم من الثلج في أجزاء من الغرب الأوسط والشمال الشرقي، وواجهت العديد من الولايات بردًا قارسًا كان من المتوقع أن يستمر لعدة أيام.

ربما كان الانفجار المفاجئ بمثابة صدمة للعديد من الأمريكيين بعد بداية معتدلة في الغالب لفصل الشتاءولكن ربما يكون هذا الدفء قد ساهم جزئيًا في ضراوة العاصفة.

مثل الغلاف الجوي و علماء المناخ، نقوم بإجراء البحوث التي تهدف إلى تحسين فهم الطقس القاسي، بما في ذلك ما يزيد أو يقل احتمال حدوثه وكيف يمكن أن يلعب تغير المناخ دورًا أو لا يلعبه.

لفهم ما يعانيه الأمريكيون من هذا الانفجار الشتوي، نحتاج إلى النظر إلى ما يزيد عن 20 ميلًا فوق سطح الأرض أرض، إلى الدوامة القطبية الستراتوسفيرية.

ما الذي يخلق عاصفة شتوية شديدة مثل هذه؟

يجب أن تجتمع عوامل الطقس المتعددة لإنتاج مثل هذه العاصفة الكبيرة والشديدة.

تتطور العواصف الشتوية عادةً حيث توجد تباينات حادة في درجات الحرارة بالقرب من السطح و تراجع جنوبا في التيار النفاث، وهو النطاق الضيق من الهواء سريع الحركة الذي يوجه أنظمة الطقس. إذا كان هناك مصدر كبير للرطوبة، يمكن أن تنتج العواصف أمطارًا غزيرة أو ثلوجًا.

في أواخر شهر يناير، كانت كتلة هوائية قوية من القطب الشمالي قادمة من الشمال تخلق تباينًا في درجات الحرارة مع الهواء الأكثر دفئًا القادم من الجنوب. اضطرابات متعددة داخل تيار نفاث كانوا يعملون معًا لتهيئة الظروف الملائمة لهطول الأمطار، وكان نظام العواصف قادرًا على ذلك سحب الرطوبة من خليج المكسيك دافئ جدًا.

أين تأتي الدوامة القطبية؟

تحدث أسرع رياح التيار النفاث أسفل قمة النهر مباشرة التروبوسفيروهو أدنى مستوى من طبقات الغلاف الجوي وينتهي على ارتفاع سبعة أميال تقريباً عن سطح الأرض. تقع أنظمة الطقس في الجزء العلوي من طبقة التروبوسفير، لأن الغلاف الجوي فوقها يصبح مستقرًا جدًا.

ال الستراتوسفير هي الطبقة التالية للأعلى، من حوالي سبعة أميال إلى حوالي 30 ميلاً. وبينما تمتد طبقة الستراتوسفير عاليًا فوق أنظمة الطقس، إلا أنها لا تزال قادرة على التفاعل معها من خلال الموجات الجوية التي تتحرك لأعلى ولأسفل في الغلاف الجوي. وتشبه هذه الموجات موجات التيار النفاث التي تتسبب في انحداره جنوبًا، لكنها تتحرك عموديًا بدلًا من الأفقي.

ربما سمعت مصطلح “دوامة قطبية“يستخدم عندما تتحرك منطقة من هواء القطب الشمالي البارد بعيدًا بما يكفي جنوبًا للتأثير على الولايات المتحدة. يصف هذا المصطلح الهواء المنتشر حول القطب، لكنه يمكن أن يشير إلى دورتين مختلفتينواحد في طبقة التروبوسفير والآخر في الستراتوسفير.

نصف الكرة الشمالي الدوامة القطبية الستراتوسفيرية هو حزام من الهواء سريع الحركة يدور حول القطب الشمالي. إنه يشبه التيار النفاث الثاني، مرتفعًا فوق التيار الذي قد تكون معتادًا عليه من خلال رسومات الطقس، وعادةً ما يكون أقل تموجًا وأقرب إلى القطب.

في بعض الأحيان يمكن أن تمتد الدوامة القطبية الستراتوسفيرية جنوبًا فوق الولايات المتحدة. عندما يحدث ذلك، فإنه يخلق ظروفًا مثالية لحركة الموجات صعودًا وهبوطًا ربط الستراتوسفير بالطقس الشتوي القاسي على السطح.

أظهرت توقعات عاصفة يناير تداخلًا وثيقًا بين الامتداد الجنوبي للدوامة القطبية الستراتوسفيرية والتيار النفاث فوق الولايات المتحدة، مما يشير إلى ظروف مثالية للبرد والثلوج.

الأكبر يتأرجح في التيار النفاث ترتبط بأكبر قدر من الطاقة. في ظل الظروف المناسبة، يمكن لهذه الطاقة ترتد من الدوامة القطبية عائدة إلى طبقة التروبوسفير، مما يؤدي إلى المبالغة في تقلبات التيار النفاث بين الشمال والجنوب عبر أمريكا الشمالية ويجعل الطقس الشتوي القاسي أكثر احتمالا.

وهذا ما كان يحدث في أواخر يناير 2026 في وسط وشرق الولايات المتحدة

إذا كان المناخ يسخن، فلماذا لا نزال نواجه عواصف شتوية شديدة؟

الأرض هي الاحترار بشكل لا لبس فيه مع إطلاق الأنشطة البشرية انبعاثات الغازات الدفيئة التي تحبس الحرارة في الغلاف الجوي، و كميات الثلوج تتناقص بشكل عام. لكن هذا لا يعني أن طقس الشتاء القاسي لن يتكرر مرة أخرى.

تشير بعض الأبحاث إلى أنه حتى في البيئة الدافئة، فإن الأحداث الباردة، رغم حدوثها بشكل أقل، قد تظل شديدة نسبيًا في بعض المواقع.

قد يكون هناك عامل واحد زيادة الاضطرابات في الدوامة القطبية الستراتوسفيرية، والتي يبدو أنها مرتبطة بـ الاحترار السريع في القطب الشمالي مع تغير المناخ.

بالإضافة إلى ذلك، يؤدي المحيط الأكثر دفئًا إلى المزيد من التبخر، ولأن الجو الأكثر دفئًا يمكن أن يحمل المزيد من الرطوبة، فهذا يعني توفر المزيد من الرطوبة للعواصف. إن عملية تكثيف الرطوبة في المطر أو الثلج تنتج طاقة للعواصف أيضًا. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي الاحترار أيضًا إلى تقليل قوة العواصف عن طريق تقليل التباين في درجات الحرارة.

التأثيرات المتعارضة تجعل تقييم التغيير المحتمل أمرًا معقدًا إلى متوسط ​​قوة العاصفة. لكن، الأحداث المكثفة لا تتغير بالضرورة بنفس الطريقة كأحداث متوسطة. وفي الميزان يبدو ذلك قد تصبح العواصف الشتوية الأكثر شدة أكثر شدة.

كما تزيد البيئة الأكثر دفئًا من احتمال سقوط الأمطار التي كانت تهطل على شكل ثلوج في فصول الشتاء السابقة، والتي قد تصبح الآن أكثر عرضة للتساقط على شكل أمطار متجمدة ومتجمدة.

لا تزال هناك أسئلة كثيرة

ويعمل العلماء باستمرار على تحسين القدرة على التنبؤ بهذه الأحداث الجوية القاسية والاستجابة لها، ولكن لا تزال هناك العديد من الأسئلة التي يتعين الإجابة عليها.

تعتمد الكثير من البيانات والأبحاث في هذا المجال على أساس العمل الذي يقوم به الموظفون الفيدراليون، بما في ذلك المختبرات الحكومية مثل مختبر المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي، والمعروفة باسم NCAR، والتي استهدفتها إدارة ترامب لخفض التمويل. ويساعد هؤلاء العلماء في تطوير النماذج المهمة وأدوات القياس والبيانات التي يعتمد عليها العلماء والمتنبئون في كل مكان.