Prófessor Tiffany Shaw, prófessor við jarðvísindadeild Chicago háskóla
Á suðurhveli jarðar er mjög órólegur staður.Vindur á ýmsum breiddargráðum hefur verið lýst sem „öskri fjörutíu gráður“, „fimmtíu gráður reiðar“ og „öskri sextíu gráður“.Bylgjur ná allt að 78 fetum (24 metrum).
Eins og við vitum öll getur ekkert á norðurhveli jafnast á við mikla storma, vinda og öldur á suðurhveli jarðar.Hvers vegna?
Í nýrri rannsókn sem birt var í Proceedings of the National Academy of Sciences, afhjúpum við samstarfsmenn mínir hvers vegna stormar eru algengari á suðurhveli jarðar en á norðurhveli.
Með því að sameina nokkrar línur af sönnunargögnum frá athugunum, kenningum og loftslagslíkönum, benda niðurstöður okkar á grundvallarhlutverk hnattrænna „færibanda“ og stórra fjalla á norðurhveli jarðar.
Við sýnum líka að með tímanum urðu stormar á suðurhveli harðari en þeir á norðurhveli ekki.Þetta er í samræmi við loftslagslíkan fyrir hlýnun jarðar.
Þessar breytingar skipta máli vegna þess að við vitum að sterkari stormar geta leitt til alvarlegri áhrifa eins og mikilla vinda, hitastigs og úrkomu.
Lengi vel voru flestar athuganir á veðri á jörðinni gerðar frá landi.Þetta gaf vísindamönnum glögga mynd af storminum á norðurhveli jarðar.Hins vegar, á suðurhveli jarðar, sem þekur um 20 prósent af landinu, fengum við ekki skýra mynd af stormum fyrr en gervihnattamælingar urðu tiltækar seint á áttunda áratugnum.
Af áratuga athugunum frá upphafi gervihnattatímabilsins vitum við að stormar á suðurhveli eru um 24 prósent sterkari en stormar á norðurhveli.
Þetta er sýnt á kortinu hér að neðan, sem sýnir árlegan meðalstyrk storms á suðurhveli (efst), norðurhveli (miðja) og muninn á milli þeirra (neðst) frá 1980 til 2018. (Athugið að suðurpóllinn er kl. efst á samanburði á fyrsta og síðasta korti.)
Kortið sýnir viðvarandi mikla storma í Suðurhöfum á suðurhveli jarðar og styrk þeirra í Kyrrahafi og Atlantshafi (skyggt með appelsínugult) á norðurhveli jarðar.Mismunakortið sýnir að stormar eru sterkari á suðurhveli en á norðurhveli (appelsínugulur skyggingur) á flestum breiddargráðum.
Þó að það séu margar mismunandi kenningar, gefur enginn endanlega skýringu á muninum á stormum á milli tveggja heilahvela.
Það virðist vera erfitt verkefni að finna út ástæðurnar.Hvernig á að skilja svo flókið kerfi sem spannar þúsundir kílómetra eins og andrúmsloftið?Við getum ekki sett jörðina í krukku og rannsakað hana.Hins vegar er þetta einmitt það sem vísindamenn sem rannsaka eðlisfræði loftslags eru að gera.Við beitum eðlisfræðilögmálum og notum þau til að skilja lofthjúp jarðar og loftslag.
Frægasta dæmið um þessa nálgun er brautryðjendastarf Dr. Shuro Manabe, sem hlaut Nóbelsverðlaunin í eðlisfræði árið 2021 „fyrir áreiðanlega spá sína um hlýnun jarðar“.Spár þess eru byggðar á eðlisfræðilegum líkönum af loftslagi jarðar, allt frá einföldustu einvíddar hitalíkönum til fullkominna þrívíddarlíkana.Það rannsakar viðbrögð loftslags við hækkandi magni koltvísýrings í andrúmsloftinu með líkönum af mismunandi eðlisfræðilegum flóknum hætti og fylgist með merkjum sem koma fram frá undirliggjandi eðlisfræðilegum fyrirbærum.
Til að skilja fleiri storma á suðurhveli jarðar höfum við safnað nokkrum línum af sönnunargögnum, þar á meðal gögnum úr eðlisfræði byggðum loftslagslíkönum.Í fyrsta skrefi skoðum við athuganir með tilliti til þess hvernig orka dreifist um jörðina.
Þar sem jörðin er kúla fær yfirborð hennar sólargeislun ójafnt frá sólinni.Megnið af orkunni er tekið á móti og frásogast við miðbaug þar sem sólargeislar snerta yfirborðið með beinum hætti.Aftur á móti fá pólar sem ljós lendir í bröttum hornum minni orku.
Margra áratuga rannsóknir hafa sýnt að styrkur storms stafar af þessum mun á orku.Í meginatriðum umbreyta þeir „stöðu“ orkunni sem er geymd í þessum mismun í „hreyfanlega“ hreyfiorku.Þessi umskipti eiga sér stað í gegnum ferli sem kallast „baróklínísk óstöðugleiki“.
Þessi skoðun bendir til þess að innfallandi sólarljós geti ekki útskýrt meiri fjölda storma á suðurhveli jarðar, þar sem bæði jarðar fá sama magn af sólarljósi.Þess í stað bendir athugunargreining okkar til þess að munur á stormstyrk milli suðurs og norðurs gæti stafað af tveimur mismunandi þáttum.
Í fyrsta lagi flutningur á orku sjávar, oft nefndur „færibandið“.Vatn sekkur nálægt norðurpólnum, rennur meðfram hafsbotni, hækkar um Suðurskautslandið og rennur aftur norður eftir miðbaugnum og ber orku með sér.Lokaniðurstaðan er flutningur orku frá Suðurskautslandinu til norðurpólsins.Þetta skapar meiri orku andstæðu milli miðbaugs og pólanna á suðurhveli jarðar en á norðurhveli jarðar, sem leiðir til harðari storma á suðurhveli jarðar.
Annar þátturinn eru stóru fjöllin á norðurhveli jarðar, sem, eins og fyrri verk Manabe gaf til kynna, draga úr stormum.Loftstraumar yfir stóra fjallgarða skapa fastar hæðir og lægðir sem draga úr þeirri orku sem er tiltæk fyrir storma.
Hins vegar getur greining á gögnum sem mælst hefur ekki ein og sér staðfest þessar orsakir, vegna þess að of margir þættir starfa og hafa samskipti samtímis.Einnig getum við ekki útilokað einstakar orsakir til að prófa mikilvægi þeirra.
Til þess þurfum við að nota loftslagslíkön til að rannsaka hvernig stormar breytast þegar mismunandi þættir eru fjarlægðir.
Þegar við jöfnuðum út fjöll jarðar í uppgerðinni minnkaði munurinn á stormstyrk milli heilahvelanna um helming.Þegar við fjarlægðum færiband hafsins var hinn helmingurinn af stormmuninum horfinn.Þannig afhjúpum við í fyrsta sinn áþreifanlega skýringu á stormi á suðurhveli jarðar.
Þar sem stormar eru tengdir alvarlegum félagslegum áhrifum eins og miklum vindum, hitastigi og úrkomu, þá er mikilvæga spurningin sem við verðum að svara hvort framtíðarstormar verði sterkari eða veikari.
Fáðu yfirlit yfir allar helstu greinar og greinar frá Carbon Brief með tölvupósti.Sjáðu meira um fréttabréfið okkar hér.
Fáðu yfirlit yfir allar helstu greinar og greinar frá Carbon Brief með tölvupósti.Sjáðu meira um fréttabréfið okkar hér.
Lykiltæki til að búa samfélög undir að takast á við áhrif loftslagsbreytinga er að útvega spár byggðar á loftslagslíkönum.Ný rannsókn bendir til þess að meðalstormar á suðurhveli verði harðari undir lok aldarinnar.
Þvert á móti er spáð hóflegum breytingum á meðalársstyrk storma á norðurhveli jarðar.Þetta er að hluta til vegna árstíðabundinna áhrifa á milli hlýnunar í hitabeltinu, sem gerir storma sterkari, og hröðrar hlýnunar á norðurslóðum, sem gerir þá veikari.
Hins vegar er loftslagið hér og nú að breytast.Þegar við skoðum breytingar undanfarna áratugi komumst við að því að meðalstormar hafa orðið harðari yfir árið á suðurhveli jarðar, en breytingar á norðurhveli hafa verið hverfandi, í samræmi við spár loftslagslíkana á sama tímabili. .
Þó að líkönin vanmeti merkið gefa þau til kynna breytingar sem eiga sér stað af sömu líkamlegu ástæðum.Það er, breytingar í hafinu auka storma vegna þess að hlýrra vatn færist í átt að miðbaug og kaldara vatn er komið upp á yfirborðið í kringum Suðurskautslandið í staðinn fyrir það, sem leiðir til sterkari andstæða milli miðbaugs og pólanna.
Á norðurhveli jarðar eru breytingar á hafsvæðinu á móti hafís og snjó tapi, sem veldur því að norðurskautið gleypir meira sólarljós og veikir andstæður milli miðbaugs og póla.
Það er mikið í húfi að fá rétt svar.Það verður mikilvægt fyrir framtíðarvinnu að ákvarða hvers vegna líkönin vanmeta merkið sem sést, en það mun vera jafn mikilvægt að fá rétt svar af réttum líkamlegum ástæðum.
Xiao, T. o.fl.(2022) Stormar á suðurhveli jarðar vegna landforma og sjávarflæðis, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, doi: 10.1073/pnas.2123512119
Fáðu yfirlit yfir allar helstu greinar og greinar frá Carbon Brief með tölvupósti.Sjáðu meira um fréttabréfið okkar hér.
Fáðu yfirlit yfir allar helstu greinar og greinar frá Carbon Brief með tölvupósti.Sjáðu meira um fréttabréfið okkar hér.
Gefið út undir CC leyfi.Þú mátt afrita óaðlagað efni í heild sinni til notkunar sem ekki er í viðskiptalegum tilgangi með tengli á Carbon Brief og tengli á greinina.Vinsamlegast hafðu samband við okkur til notkunar í atvinnuskyni.