Professor Tiffany Shaw, Professor, Departement Geowetenskappe, Universiteit van Chicago
Die suidelike halfrond is 'n baie onstuimige plek.Winde op verskeie breedtegrade is beskryf as "brul veertig grade", "woedende vyftig grade" en "gil sestig grade".Golwe bereik 'n yslike 78 voet (24 meter).
Soos ons almal weet, kan niks in die noordelike halfrond ooreenstem met die hewige storms, wind en golwe in die suidelike halfrond nie.Hoekom?
In 'n nuwe studie gepubliseer in die Proceedings of the National Academy of Sciences, ontdek ek en my kollegas hoekom storms meer algemeen in die suidelike halfrond as in die noordelike is.
Deur verskeie bewyse van waarnemings, teorie en klimaatmodelle te kombineer, wys 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 met verloop van tyd 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 kan lei tot erger impakte soos uiterste winde, temperature en reënval.
Vir 'n lang tyd is die meeste waarnemings van die weer op Aarde vanaf 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 beslaan, het ons egter nie 'n duidelike beeld van storms gekry totdat satellietwaarnemings in die laat 1970's beskikbaar geword het nie.
Uit dekades van waarneming sedert die begin van die satelliet-era weet ons dat storms in die suidelike halfrond sowat 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) vanaf 1980 tot 2018 toon. (Let daarop dat die Suidpool by die bokant van die vergelyking tussen die eerste en laaste kaart.)
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 (geskakeer in oranje) in die Noordelike Halfrond.Die verskilkaart wys dat storms sterker is in die Suidelike Halfrond as in die Noordelike Halfrond (oranje skakering) op die meeste breedtegrade.
Alhoewel daar baie verskillende teorieë is, bied niemand 'n definitiewe verklaring vir die verskil in storms tussen die twee hemisfere nie.
Om die redes uit te vind blyk 'n moeilike taak te wees.Hoe om so 'n komplekse stelsel wat oor duisende kilometers strek soos die atmosfeer te verstaan?Ons kan nie die aarde in 'n kruik sit en dit bestudeer nie.Dit is egter presies wat wetenskaplikes doen wat die fisika van klimaat bestudeer.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 in Fisika ontvang het "vir sy betroubare voorspelling van aardverwarming."Sy 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 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 sy oppervlak sonbestraling oneweredig van die Son af.Die meeste van die energie word by die ewenaar ontvang en geabsorbeer, waar die sonstrale die oppervlak meer direk tref.Daarteenoor ontvang pole wat lig teen steil hoeke tref minder energie.
Dekades se navorsing het getoon dat die sterkte van 'n storm uit hierdie verskil in energie kom.In wese verander hulle die "statiese" energie wat in hierdie verskil gestoor word, in "kinetiese" bewegingsenergie.Hierdie oorgang vind plaas deur 'n proses bekend 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.Ons waarnemingsanalise dui eerder daarop dat die verskil in stormintensiteit tussen suid en noord aan twee verskillende faktore te wyte kan wees.
Eerstens, die vervoer van seeenergie, wat dikwels na verwys word as die "vervoerband".Water sink naby die Noordpool, vloei langs die seebodem, styg om Antarktika en vloei terug noord langs die ewenaar en dra energie saam.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 erger 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.
Ontleding van waargenome data alleen kan egter nie hierdie oorsake bevestig nie, want te veel faktore werk en werk gelyktydig in wisselwerking.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 glad gemaak het, is die verskil in stormintensiteit tussen die halfronde gehalveer.Toe ons die see se vervoerband verwyder het, was die ander helfte van die stormverskil weg.So ontbloot ons vir die eerste keer '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 sleutelartikels en referate van Carbon Brief per e-pos.Vind meer uit oor ons nuusbrief hier.
Ontvang saamgestelde opsommings van alle sleutelartikels en referate van Carbon Brief per e-pos.Vind meer uit oor ons nuusbrief hier.
’n Sleutelinstrument om samelewings voor te berei om die uitwerking van klimaatsverandering die hoof te bied, is die verskaffing van voorspellings gebaseer op klimaatmodelle.'n Nuwe studie dui daarop dat gemiddelde suidelike halfrond storms teen die einde van die eeu meer intens 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 gevolge tussen verwarming in die trope, wat storms sterker maak, en vinnige verwarming in die Arktiese gebied, wat hulle swakker maak.
Die klimaat hier en nou is egter besig om te verander.As ons na veranderinge oor die afgelope paar dekades kyk, vind ons dat gemiddelde storms in die loop van die jaar meer intens geword het in die suidelike halfrond, terwyl veranderinge in die noordelike halfrond weglaatbaar was, in ooreenstemming met klimaatmodelvoorspellings oor dieselfde tydperk .
Alhoewel die modelle die sein onderskat, dui dit op veranderinge wat om dieselfde fisiese redes plaasvind.Dit wil sê, veranderinge in die see verhoog storms omdat warmer water na die ewenaar beweeg en kouer water word na die oppervlak rondom Antarktika gebring om dit te vervang, wat lei tot 'n sterker kontras tussen die ewenaar en die pole.
In die Noordelike Halfrond word seeveranderinge 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 om die regte antwoord te kry is hoog.Dit sal vir toekomstige werk belangrik wees om vas te stel hoekom die modelle die waargenome sein onderskat, maar dit sal ewe belangrik wees om die regte antwoord vir die regte fisiese redes te kry.
Xiao, T. et al.(2022) Storms in die Suidelike Halfrond as gevolg van landvorme en seesirkulasie, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, doi: 10.1073/pnas.2123512119
Ontvang saamgestelde opsommings van alle sleutelartikels en referate van Carbon Brief per e-pos.Vind meer uit oor ons nuusbrief hier.
Ontvang saamgestelde opsommings van alle sleutelartikels en referate van Carbon Brief per e-pos.Vind meer uit oor ons nuusbrief hier.
Gepubliseer onder CC-lisensie.U mag die onaangepaste 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.