Professor Tiffany Shaw, professor, departement geowetenskappe, Universiteit van Chicago
Die Suidelike Halfrond is 'n baie onstuimige plek. Winde op verskillende breedtegrade is beskryf as 'brullende veertig grade', 'Furious Fifty grade' en 'Screaming Sixty Garrome'. Golwe bereik 24 meter van 78 voet.
Soos ons almal weet, kan niks in die noordelike halfrond ooreenstem met die ernstige storms, wind en golwe in die Suidelike Halfrond nie. Hoekom?
In 'n nuwe studie wat in die Proceedings of the National Academy of Sciences gepubliseer is, ontdek ek en my kollegas waarom storms meer gereeld in die Suidelike Halfrond voorkom as in die Noordelike.
Deur verskeie reëls van bewyse uit waarnemings, teorie en klimaatmodelle te kombineer, dui ons resultate op die fundamentele rol van wêreldwye oseaniese “vervoerbande” en groot berge in die Noordelike Halfrond.
Ons wys ook dat storms in die Suidelike Halfrond mettertyd intenser geword het, terwyl diegene in die Noordelike Halfrond dit nie gedoen het nie. Dit stem ooreen met die klimaatmodelmodellering van aardverwarming.
Hierdie veranderinge is belangrik omdat ons weet dat sterker storms tot meer ernstige gevolge kan lei, soos ekstreme winde, temperatuur en reënval.
Vir 'n lang tyd is die meeste waarnemings van die weer op aarde van land gemaak. 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 dek, het ons egter nie 'n duidelike beeld van storms gekry voordat satellietwaarnemings in die laat 1970's beskikbaar geword het nie.
Vanaf dekades van 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 op die onderstaande kaart getoon, wat die waargenome gemiddelde jaarlikse stormintensiteit vir die Suidelike Halfrond (bo), die Noordelike Halfrond (sentrum) en die verskil tussen hulle (onder) van 1980 tot 2018 toon (let daarop dat die Suidpool aan die bokant van die vergelyking tussen die eerste en laaste kaarte is.)
Die kaart toon die aanhoudende hoë intensiteit van storms in die Suidelike Oseaan in die Suidelike Halfrond en hul konsentrasie in die Stille Oseaan en Atlantiese Oseaan (in die skadu in oranje) in die noordelike halfrond. Die verskilkaart toon dat storms sterker is in die suidelike halfrond as in die noordelike halfrond (oranje skadu) op die meeste breedtegrade.
Alhoewel daar baie verskillende teorieë is, bied niemand 'n definitiewe verklaring vir die verskil in storms tussen die twee halfronde nie.
Dit is 'n moeilike taak om uit te vind wat die redes is. Hoe kan u so 'n komplekse stelsel verstaan ​​wat duisende kilometers soos die atmosfeer strek? Ons kan nie die aarde in 'n pot sit en dit 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 daarvan 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 modelle van wisselende fisiese kompleksiteit en monitor opkomende seine van onderliggende fisiese verskynsels.
Om meer storms in die Suidelike Halfrond te verstaan, het ons verskeie bewyse versamel, waaronder 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 oneweredig van die son. Die meeste van die energie word ontvang en opgeneem by die ewenaar, waar die sonstrale die oppervlak meer direk tref. In teenstelling hiermee ontvang pale wat lig in steil hoeke tref, minder energie.
Dekades van navorsing het getoon dat die sterkte van 'n storm afkomstig is van hierdie verskil in energie. In wese omskep hulle die 'statiese' energie wat in hierdie verskil gestoor is in 'kinetiese' bewegingsenergie. Hierdie oorgang vind plaas deur 'n proses bekend as “barokliniese onstabiliteit”.
Hierdie siening dui daarop dat die sonlig van die voorval nie die groter aantal storms in die Suidelike Halfrond kan verklaar nie, aangesien albei halfronde dieselfde hoeveelheid sonlig ontvang. In plaas daarvan dui ons waarnemingsanalise daarop dat die verskil in stormintensiteit tussen Suid en Noord kan wees as gevolg van twee verskillende faktore.
Eerstens, die vervoer van die see -energie, wat dikwels die 'vervoerband' genoem word. Water sink naby die noordpool, vloei langs die seebodem, styg rondom Antarktika en vloei noordwaarts langs die ewenaar en dra energie daarmee. Die eindresultaat is die oordrag van energie van Antarktika na die Noordpool. Dit skep 'n groter energiekontrast tussen die ewenaar en die pole in die suidelike halfrond as in die noordelike halfrond, wat lei tot meer ernstige storms in die Suidelike Halfrond.
Die tweede faktor is die groot berge in die noordelike halfrond, wat, soos die vroeëre werk van Manabe voorgestel het, storms demp. Lugstrome oor groot bergreekse skep vaste hoogte- en laagtepunte wat die hoeveelheid beskikbare energie vir storms verminder.
Die ontleding van waargenome data alleen kan egter nie hierdie oorsake bevestig nie, omdat te veel faktore gelyktydig werk en in wisselwerking is. Ons kan ook nie individuele oorsake uitsluit om die belangrikheid daarvan te toets nie.
Om dit te kan 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 glad maak, is die verskil in stormintensiteit tussen die halfronde gehalveer. Toe ons die vervoerband van die oseaan verwyder, was die ander helfte van die stormverskil weg. Dus, vir die eerste keer, ontbloot ons 'n konkrete verklaring vir storms in die Suidelike Halfrond.
Aangesien storms geassosieer word met ernstige sosiale gevolge soos ekstreme winde, temperatuur en neerslag, is die belangrike vraag wat ons moet beantwoord, of toekomstige storms sterker of swakker sal wees.
Ontvang saamgestelde opsommings van alle sleutelartikels en referate van koolstofbrief per e -pos. Vind meer uit oor ons nuusbrief hier.
Ontvang saamgestelde opsommings van alle sleutelartikels en referate van koolstofbrief 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 voorsiening van voorspellings gebaseer op klimaatmodelle. 'N Nuwe studie dui daarop dat die gemiddelde storms van die Suidelike Halfrond teen die einde van die eeu meer intens sal word.
Inteendeel, daar word voorspel dat veranderinge in die gemiddelde jaarlikse intensiteit van storms in die Noordelike Halfrond matig sal wees. Dit is deels te danke aan die mededingende seisoenale effekte tussen opwarming in die trope, wat storms sterker maak, en vinnige opwarming in die Arktiese gebied, wat dit swakker maak.
Die klimaat hier en nou verander egter. As ons die afgelope paar dekades na veranderinge kyk, vind ons dat gemiddelde storms gedurende die jaar in die Suidelike Halfrond intenser geword het, terwyl die veranderinge in die Noordelike Halfrond weglaatbaar was, in ooreenstemming met die voorspellings van die klimaatmodel oor dieselfde tydperk.
Alhoewel die modelle die sein onderskat, dui dit aan 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 na die oppervlak rondom Antarktika gebring word om dit te vervang, wat lei tot 'n sterker kontras tussen die ewenaar en die pole.
In die noordelike halfrond word die oseaanveranderinge teengewerk 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 spel 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 net so 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 die sirkulasie van die oseaan, verrigtinge van die National Academy of Sciences of the United States of America, doi: 10.1073/pnas.2123512119
Ontvang saamgestelde opsommings van alle sleutelartikels en referate van koolstofbrief per e -pos. Vind meer uit oor ons nuusbrief hier.
Ontvang saamgestelde opsommings van alle sleutelartikels en referate van koolstofbrief per e -pos. Vind meer uit oor ons nuusbrief hier.
Gepubliseer onder CC -lisensie. U kan die onaangepaste materiaal in sy geheel weergee vir nie-kommersiële gebruik met 'n skakel na die koolstofopdrag en 'n skakel na die artikel. Kontak ons ​​gerus vir kommersiële gebruik.