ما سبب اختلاف السحب بين نصفي الكرة الأرضية؟
إذا كنت في نصف الكرة الجنوبي، فإن السحب هناك مختلفة، وأكثر وفرة، وأكثر انعكاسا من السحب الموجودة في نصف الكرة الشمالي، وهي حقيقة يعرفها العلماء جيدا، لكن لم يتمكنوا من شرحها.
والآن، يلقي بحث جديد مزيدا من الضوء على سبب عمل السحب بشكل مختلف في نصفي الكرة الأرضية، وعلى وجه الخصوص الدور الذي تلعبه عمليات التحديث - الحركة الصاعدة للهواء الدافئ التي تؤدي إلى التكثيف وتشكيل السحب.
واستخدمت الدراسة ثلاث سنوات من بيانات LIDAR والرادار (2018-2021) تغطي لايبزيغ في ألمانيا، وليماسول في قبرص، وبونتا أريناس في تشيلي - في الحالة الأخيرة، أطول مجموعة بيانات جمعت في المنطقة، كجزء من DACAPO-PESO (ديناميكات، الهباء الجوي، السحابة وهطول الأمطار في البيئة البكر للمحيط الجنوبي).
وما يجعل المنطقة نقية للغاية - وهذا يمتد إلى نصف الكرة الجنوبي ككل - هو أن نسبة عالية منها عبارة عن محيطات وليست برية. وهذا يعني هواء أنظف، وجزيئات أقل للهباء الجوي تتجمد حولها، وغيوم أكثر إشراقا.
ويقول عالم الأرصاد باتريك سيفرت، من معهد لايبنيز لأبحاث التروبوسفير (TROPOS) في ألمانيا: "تتجمد الغيوم بدرجة أقل بكثير في خطوط العرض الوسطى من نصف الكرة الجنوبي وتحتوي على المزيد من المياه السائلة في نفس درجات الحرارة. وهذا يعني أنها تؤثر على ضوء الشمس الساقط وكذلك الإشعاع الحراري المنبعث من سطح الأرض بشكل مختلف عن الشمال".
ووجدت الدراسة أن الاختلافات كانت أكثر وضوحا في طبقة التروبوسفير الحرة، حيث يتجمع الهواء على ارتفاعات أعلى ويكون أقل تأثرا بالتلوث المحلي. وبالنسبة لدرجات الحرارة بين -24 درجة مئوية و-8 درجات مئوية، شكلت السحب فوق بونتا أريناس جليدا بمعدل 10 إلى 40% أقل من السحب فوق لايبزيغ.
ويتطابق هذا تماما مع الأبحاث السابقة، لكن الفريق اكتشف أيضا شيئا جديدا. ما يسمى بموجات الجاذبية، ارتفاعات الهواء الناتجة عن اصطدام الرياح الغربية من المحيط الهادئ بجبال الأنديز، وهي عامل مهم بالإضافة إلى تلوث الغلاف الجوي، خاصة عندما يكون الهواء أكثر برودة.
ويقول عالم الأرصاد مارتن رادينز من TROPOS: "من خلال قياس الرياح الصاعدة والهابطة داخل السحب، تمكنا من اكتشاف السحب التي تأثرت بهذه الموجات وتصفيتها من الإحصائيات الإجمالية. وسمح لنا هذا بإظهار أن موجات الجاذبية هذه، وليس نقص نوى الجليد، هي المسؤولة بشكل أساسي عن زيادة قطرات السحب عند درجات حرارة أقل من -25 درجة مئوية".
والسؤال التالي هو ما إذا كان هذا مقصورا على المناظر الطبيعية في تشيلي، أو ما إذا كان لموجات الجاذبية تأثير على المحيط المفتوح. وستكون هناك حاجة إلى مزيد من القياسات لمعرفة مقدار المياه السائلة الزائدة في السحب التي تنخفض إلى عمليات التحديث ومقدار بلورات الجليد.
وهذه الاختلافات كلها مثيرة للاهتمام بحد ذاتها، ولكن هناك مشكلة: نماذج المناخ العالمي ليست دقيقة بما يكفي عندما يتعلق الأمر بتمثيل توازن الإشعاع في نصف الكرة الجنوبي، كما يقول الباحثون.
ولكي تكون مفيدة قدر الإمكان، تحتاج النماذج المناخية المعقدة بالفعل إلى مراعاة الاختلافات الإقليمية، سواء كان ذلك في المناطق الحضرية المبنية مثل لايبزيغ، أو المناطق ذات الهواء الأكثر نقاء مثل بونتا أريناس، أو المناطق التي بها مزيج من التلوث من صنع الإنسان والصحراء الطبيعية جزيئات الغبار مثل ليماسول.
وأفاد الباحثون أن جزءا من الاكتشاف يعود إلى الصدفة: نظرا لقيود السفر التي فرضها الوباء العالمي، فقد أبقوا أنظمة المراقبة الخاصة بهم في مكانها لمدة عامين إضافيين، ما مكنهم من أخذ التأثيرات الإضافية مثل انجراف دخان حرائق الغابات أكثر من أستراليا خلال 2019/2020.
ونُشر البحث في مجلة Atmospheric Chemistry and Physics.
المصدر: ساينس ألرت
إذا كنت في نصف الكرة الجنوبي، فإن السحب هناك مختلفة، وأكثر وفرة، وأكثر انعكاسا من السحب الموجودة في نصف الكرة الشمالي، وهي حقيقة يعرفها العلماء جيدا، لكن لم يتمكنوا من شرحها.
والآن، يلقي بحث جديد مزيدا من الضوء على سبب عمل السحب بشكل مختلف في نصفي الكرة الأرضية، وعلى وجه الخصوص الدور الذي تلعبه عمليات التحديث - الحركة الصاعدة للهواء الدافئ التي تؤدي إلى التكثيف وتشكيل السحب.
واستخدمت الدراسة ثلاث سنوات من بيانات LIDAR والرادار (2018-2021) تغطي لايبزيغ في ألمانيا، وليماسول في قبرص، وبونتا أريناس في تشيلي - في الحالة الأخيرة، أطول مجموعة بيانات جمعت في المنطقة، كجزء من DACAPO-PESO (ديناميكات، الهباء الجوي، السحابة وهطول الأمطار في البيئة البكر للمحيط الجنوبي).
وما يجعل المنطقة نقية للغاية - وهذا يمتد إلى نصف الكرة الجنوبي ككل - هو أن نسبة عالية منها عبارة عن محيطات وليست برية. وهذا يعني هواء أنظف، وجزيئات أقل للهباء الجوي تتجمد حولها، وغيوم أكثر إشراقا.
ويقول عالم الأرصاد باتريك سيفرت، من معهد لايبنيز لأبحاث التروبوسفير (TROPOS) في ألمانيا: "تتجمد الغيوم بدرجة أقل بكثير في خطوط العرض الوسطى من نصف الكرة الجنوبي وتحتوي على المزيد من المياه السائلة في نفس درجات الحرارة. وهذا يعني أنها تؤثر على ضوء الشمس الساقط وكذلك الإشعاع الحراري المنبعث من سطح الأرض بشكل مختلف عن الشمال".
ووجدت الدراسة أن الاختلافات كانت أكثر وضوحا في طبقة التروبوسفير الحرة، حيث يتجمع الهواء على ارتفاعات أعلى ويكون أقل تأثرا بالتلوث المحلي. وبالنسبة لدرجات الحرارة بين -24 درجة مئوية و-8 درجات مئوية، شكلت السحب فوق بونتا أريناس جليدا بمعدل 10 إلى 40% أقل من السحب فوق لايبزيغ.
ويتطابق هذا تماما مع الأبحاث السابقة، لكن الفريق اكتشف أيضا شيئا جديدا. ما يسمى بموجات الجاذبية، ارتفاعات الهواء الناتجة عن اصطدام الرياح الغربية من المحيط الهادئ بجبال الأنديز، وهي عامل مهم بالإضافة إلى تلوث الغلاف الجوي، خاصة عندما يكون الهواء أكثر برودة.
ويقول عالم الأرصاد مارتن رادينز من TROPOS: "من خلال قياس الرياح الصاعدة والهابطة داخل السحب، تمكنا من اكتشاف السحب التي تأثرت بهذه الموجات وتصفيتها من الإحصائيات الإجمالية. وسمح لنا هذا بإظهار أن موجات الجاذبية هذه، وليس نقص نوى الجليد، هي المسؤولة بشكل أساسي عن زيادة قطرات السحب عند درجات حرارة أقل من -25 درجة مئوية".
والسؤال التالي هو ما إذا كان هذا مقصورا على المناظر الطبيعية في تشيلي، أو ما إذا كان لموجات الجاذبية تأثير على المحيط المفتوح. وستكون هناك حاجة إلى مزيد من القياسات لمعرفة مقدار المياه السائلة الزائدة في السحب التي تنخفض إلى عمليات التحديث ومقدار بلورات الجليد.
وهذه الاختلافات كلها مثيرة للاهتمام بحد ذاتها، ولكن هناك مشكلة: نماذج المناخ العالمي ليست دقيقة بما يكفي عندما يتعلق الأمر بتمثيل توازن الإشعاع في نصف الكرة الجنوبي، كما يقول الباحثون.
ولكي تكون مفيدة قدر الإمكان، تحتاج النماذج المناخية المعقدة بالفعل إلى مراعاة الاختلافات الإقليمية، سواء كان ذلك في المناطق الحضرية المبنية مثل لايبزيغ، أو المناطق ذات الهواء الأكثر نقاء مثل بونتا أريناس، أو المناطق التي بها مزيج من التلوث من صنع الإنسان والصحراء الطبيعية جزيئات الغبار مثل ليماسول.
وأفاد الباحثون أن جزءا من الاكتشاف يعود إلى الصدفة: نظرا لقيود السفر التي فرضها الوباء العالمي، فقد أبقوا أنظمة المراقبة الخاصة بهم في مكانها لمدة عامين إضافيين، ما مكنهم من أخذ التأثيرات الإضافية مثل انجراف دخان حرائق الغابات أكثر من أستراليا خلال 2019/2020.
ونُشر البحث في مجلة Atmospheric Chemistry and Physics.
المصدر: ساينس ألرت