Professor Tiffany Shaw, Professor, Departement Geowetenskappe, Universiteit van Chicago
Die suidelike halfrond is 'n baie onstuimige plek. Winde op verskeie breedtegrade word beskryf as "brullende veertig grade", "woedende vyftig grade" en "gilende sestig grade". Golwe bereik 'n yslike 78 voet (24 meter).
Soos ons almal weet, kan niks in die noordelike halfrond die hewige storms, wind en golwe in die suidelike halfrond ewenaar nie. Hoekom?
In 'n nuwe studie gepubliseer in die Verrigtinge van die Nasionale Akademie van Wetenskappe, ontdek ek en my kollegas waarom storms meer algemeen in die suidelike halfrond voorkom as in die noordelike.
Deur verskeie bewyse uit waarnemings, teorie en klimaatmodelle te kombineer, dui ons resultate op die fundamentele rol van globale oseaniese "vervoerbande" en groot berge in die noordelike halfrond.
Ons wys ook dat storms in die suidelike halfrond mettertyd meer intens geword het, terwyl dié in die noordelike halfrond nie. Dit stem ooreen met klimaatmodelmodellering van aardverwarming.
Hierdie veranderinge maak saak omdat ons weet dat sterker storms tot meer ernstige impakte soos uiterste winde, temperature en reënval kan lei.
Vir 'n lang tyd is die meeste waarnemings van die weer op Aarde van land af gedoen. Dit het wetenskaplikes 'n duidelike beeld gegee van die storm in die noordelike halfrond. In die Suidelike Halfrond, wat ongeveer 20 persent van die land beslaan, het ons egter nie 'n duidelike beeld van storms gekry totdat satellietwaarnemings in die laat 1970's beskikbaar geword het nie.
Uit dekades se waarneming sedert die begin van die satelliet-era, weet ons dat storms in die suidelike halfrond ongeveer 24 persent sterker is as dié in die noordelike halfrond.
Dit word in die kaart hieronder getoon, wat die waargenome gemiddelde jaarlikse stormintensiteit vir die Suidelike Halfrond (bo), Noordelike Halfrond (middel) en die verskil tussen hulle (onder) van 1980 tot 2018 toon. (Let daarop dat die Suidpool bo-aan die vergelyking tussen die eerste en laaste kaarte is.)
Die kaart toon die volgehoue ​​hoë intensiteit van storms in die Suidelike Oseaan in die Suidelike Halfrond en hul konsentrasie in die Stille en Atlantiese Oseane (in oranje geskakeer) in die Noordelike Halfrond. Die verskilkaart toon dat storms sterker is in die Suidelike Halfrond as in die Noordelike Halfrond (oranje skakeer) op die meeste breedtegrade.
Alhoewel daar baie verskillende teorieë is, bied niemand 'n definitiewe verduideliking vir die verskil in storms tussen die twee hemisfere nie.
Om die redes uit te vind, lyk na 'n moeilike taak. Hoe om so 'n komplekse stelsel te verstaan ​​wat duisende kilometers strek soos die atmosfeer? Ons kan nie die Aarde in 'n fles sit en bestudeer nie. Dit is egter presies wat wetenskaplikes wat die fisika van klimaat bestudeer, doen. Ons pas die wette van fisika toe en gebruik dit om die Aarde se atmosfeer en klimaat te verstaan.
Die bekendste voorbeeld van hierdie benadering is die baanbrekerswerk van dr. Shuro Manabe, wat die 2021 Nobelprys vir Fisika ontvang het "vir sy betroubare voorspelling van aardverwarming." Die voorspellings is gebaseer op fisiese modelle van die Aarde se klimaat, wat wissel van die eenvoudigste eendimensionele temperatuurmodelle tot volwaardige driedimensionele modelle. Dit bestudeer die reaksie van die klimaat op stygende vlakke van koolstofdioksied in die atmosfeer deur middel van modelle van verskillende fisiese kompleksiteit en monitor opkomende seine van onderliggende fisiese verskynsels.
Om meer storms in die Suidelike Halfrond te verstaan, het ons verskeie bewyse versamel, insluitend data van fisika-gebaseerde klimaatmodelle. In die eerste stap bestudeer ons waarnemings in terme van hoe energie oor die Aarde versprei word.
Aangesien die Aarde 'n sfeer is, ontvang die oppervlak daarvan sonstraling oneweredig van die Son. Die meeste van die energie word by die ewenaar ontvang en geabsorbeer, waar die sonstrale die oppervlak meer direk tref. In teenstelling hiermee ontvang pole wat lig teen steil hoeke tref minder energie.
Dekades se navorsing het getoon dat die sterkte van 'n storm van hierdie verskil in energie afkomstig is. In wese skakel hulle die "statiese" energie wat in hierdie verskil gestoor word, om in "kinetiese" bewegingsenergie. Hierdie oorgang vind plaas deur 'n proses wat bekend staan ​​as "barokliniese onstabiliteit".
Hierdie siening dui daarop dat invallende sonlig nie die groter aantal storms in die Suidelike Halfrond kan verklaar nie, aangesien beide hemisfere dieselfde hoeveelheid sonlig ontvang. In plaas daarvan dui ons waarnemingsanalise daarop dat die verskil in stormintensiteit tussen suid en noord te wyte kan wees aan twee verskillende faktore.
Eerstens, die vervoer van oseaanenergie, dikwels na verwys as die "vervoerband". Water sink naby die Noordpool, vloei langs die oseaanvloer, styg rondom Antarktika en vloei terug noord langs die ewenaar, en dra energie saam met dit. Die eindresultaat is die oordrag van energie van Antarktika na die Noordpool. Dit skep 'n groter energiekontras tussen die ewenaar en die pole in die Suidelike Halfrond as in die Noordelike Halfrond, wat lei tot meer hewige storms in die Suidelike Halfrond.
Die tweede faktor is die groot berge in die noordelike halfrond, wat, soos Manabe se vroeëre werk voorgestel het, storms demp. Lugstrome oor groot bergreekse skep vaste hoogte- en laagtepunte wat die hoeveelheid energie wat vir storms beskikbaar is, verminder.
Analise van waargenome data alleen kan egter nie hierdie oorsake bevestig nie, omdat te veel faktore gelyktydig optree en interaksie het. Ons kan ook nie individuele oorsake uitsluit om hul betekenis te toets nie.
Om dit te doen, moet ons klimaatmodelle gebruik om te bestudeer hoe storms verander wanneer verskillende faktore verwyder word.
Toe ons die aarde se berge in die simulasie gladgestryk het, is die verskil in stormintensiteit tussen die halfronde gehalveer. Toe ons die oseaan se vervoerband verwyder het, was die ander helfte van die stormverskil weg. Dus, vir die eerste keer, ontdek ons ​​'n konkrete verduideliking vir storms in die suidelike halfrond.
Aangesien storms geassosieer word met ernstige sosiale impakte soos uiterste winde, temperature en neerslag, is die belangrike vraag wat ons moet beantwoord of toekomstige storms sterker of swakker sal wees.
Ontvang saamgestelde opsommings van alle belangrike artikels en referate van Carbon Brief per e-pos. Vind meer uit oor ons nuusbrief hier.
Ontvang saamgestelde opsommings van alle belangrike artikels en referate van Carbon Brief per e-pos. Vind meer uit oor ons nuusbrief hier.
'n Sleutelinstrument in die voorbereiding van samelewings om die gevolge van klimaatsverandering die hoof te bied, is die verskaffing van voorspellings gebaseer op klimaatmodelle. 'n Nuwe studie dui daarop dat gemiddelde storms in die suidelike halfrond teen die einde van die eeu intenser sal word.
Inteendeel, veranderinge in die gemiddelde jaarlikse intensiteit van storms in die Noordelike Halfrond word voorspel om matig te wees. Dit is deels te wyte aan mededingende seisoenale effekte tussen opwarming in die trope, wat storms sterker maak, en vinnige opwarming in die Arktiese gebied, wat hulle swakker maak.
Die klimaat hier en nou is egter besig om te verander. Wanneer ons na veranderinge oor die afgelope paar dekades kyk, vind ons dat gemiddelde storms gedurende die jaar in die suidelike halfrond intenser geword het, terwyl veranderinge in die noordelike halfrond weglaatbaar was, in ooreenstemming met klimaatmodelvoorspellings oor dieselfde tydperk.
Alhoewel die modelle die sein onderskat, dui hulle op veranderinge wat om dieselfde fisiese redes plaasvind. Dit wil sê, veranderinge in die oseaan verhoog storms omdat warmer water na die ewenaar beweeg en kouer water rondom Antarktika na die oppervlak gebring word om dit te vervang, wat lei tot 'n sterker kontras tussen die ewenaar en die pole.
In die Noordelike Halfrond word oseaanveranderinge geneutraliseer deur die verlies van see-ys en sneeu, wat veroorsaak dat die Arktiese gebied meer sonlig absorbeer en die kontras tussen die ewenaar en die pole verswak.
Die risiko's om die regte antwoord te kry, is hoog. Dit sal belangrik wees vir toekomstige werk om te bepaal waarom die modelle die waargenome sein onderskat, maar dit sal ewe belangrik wees om die regte antwoord om die regte fisiese redes te kry.
Xiao, T. et al. (2022) Storms in die Suidelike Halfrond as gevolg van landvorme en oseaansirkulasie, Verrigtinge van die Nasionale Akademie van Wetenskappe van die Verenigde State van Amerika, doi: 10.1073/pnas.2123512119
Ontvang saamgestelde opsommings van alle belangrike artikels en referate van Carbon Brief per e-pos. Vind meer uit oor ons nuusbrief hier.
Ontvang saamgestelde opsommings van alle belangrike artikels en referate van Carbon Brief per e-pos. Vind meer uit oor ons nuusbrief hier.
Gepubliseer onder CC-lisensie. U mag die ongepaste materiaal in sy geheel reproduseer vir nie-kommersiële gebruik met 'n skakel na die Carbon Brief en 'n skakel na die artikel. Kontak ons ​​​​asseblief vir kommersiële gebruik.