شرح المناخ: لماذا يكون ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي أسرع من أجزاء أخرى من العالم؟

تمت مشاركة هذه المقالة كجزء من سلسلة ISC الجديدة ، Transform21، التي ستستكشف حالة المعرفة والعمل ، بعد خمس سنوات من اتفاق باريس وفي عام محوري للعمل بشأن التنمية المستدامة. تم نشر هذه المقالة لأول مرة من قبل ال محادثة على 1 يونيو 2021.

ظهرت الحضارة الإنسانية والزراعة لأول مرة منذ حوالي 12,000 عام في وقت مبكر الهولوسين. استفاد أسلافنا من مناخ مستقر بشكل ملحوظ خلال هذا الوقت مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ظلت بالقرب من 280 جزء في المليون حتى بداية الثورة الصناعية في القرن التاسع عشر.

قبل القرن التاسع عشر ، كان التوازن بين الطاقة الواردة والصادرة (الإشعاع) في الجزء العلوي من الغلاف الجوي (تأثير الصوبة الزجاجية) حافظت على متوسط درجات الحرارة العالمية لعدة قرون. فقط تغييرات طفيفة في انتاج الطاقة الشمسية و في بعض الأحيان والانفجارات البركانية تسبب في فترات من الاحترار النسبي والتبريد. على سبيل المثال ، ملف العصر الجليدي الصغير كانت فترة أكثر برودة بين 1300 و 1870.

اليوم مستويات ثاني أكسيد الكربون بالقرب من 420 جزء في المليون وجميع غازات الاحتباس الحراري آخذة في الارتفاع بسرعة بسبب حرق الوقود الأحفوري ، والعمليات الصناعية ، وتدمير الغابات الاستوائية ، ومدافن النفايات والزراعة. زاد متوسط درجة الحرارة العالمية بما يزيد قليلاً عن 1 منذ عام 1900.

هذا الرقم يبدو صغيرا ، ولكن منطقة القطب الشمالي قد ارتفعت درجة حرارته بنحو 2 في هذا الوقت - أسرع بمرتين.

يُعرف فرق الاحترار هذا بين القطبين والمناطق الاستوائية بالقطب الشمالي (أو القطبي) توسيع.

ترتفع درجة حرارة منطقة القطب الشمالي بشكل أسرع من أجزاء أخرى من الكرة الأرضية. بيركلي الأرض, CC BY-ND

يحدث كلما كان هناك أي تغيير في صافي توازن الإشعاع من الأرض ، وهذا يؤدي إلى تغير أكبر في درجة الحرارة بالقرب من القطبين من المتوسط العالمي. يقاس عادة على أنه نسبة الاحترار القطبي إلى الاحترار الاستوائي.

ذوبان الجليد

إذن ، كيف يقود تغير المناخ وما يرتبط به من ارتفاع درجة حرارة الأرض تضخيم القطب الشمالي؟ هذا التضخيم ناتج بشكل أساسي عن ذوبان الجليد - وهي عملية تتزايد في القطب الشمالي بمعدل 13٪ لكل عقد.

الجليد أكثر انعكاسًا وأقل امتصاصًا لأشعة الشمس من الأرض أو سطح المحيط. عندما يذوب الجليد ، فإنه عادة ما يكشف عن مناطق أكثر قتامة من اليابسة أو البحر ، وهذا يؤدي إلى زيادة امتصاص ضوء الشمس والاحترار المرتبط به.

التضخيم القطبي كثير أقوى في القطب الشمالي من القارة القطبية الجنوبية. يرجع هذا الاختلاف إلى أن القطب الشمالي عبارة عن محيط مغطى بالجليد البحري ، بينما القارة القطبية الجنوبية عبارة عن قارة مرتفعة مغطاة بالجليد والثلج بشكل دائم.

في الواقع، فإن القارة القطبية الجنوبية لم ترتفع درجة حرارتها في العقود السبعة الماضية ، على الرغم من الزيادة المطردة في تركيزات غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي.

الاستثناء هو شبه جزيرة أنتاركتيكا ، التي تمتد شمالًا إلى المحيط الجنوبي وقد كانت كذلك الاحترار أسرع من أي بيئة أرضية أخرى في نصف الكرة الجنوبي خلال النصف الأخير من القرن العشرين.

تظهر بيانات الأقمار الصناعية أيضًا أنه بين عامي 2002 و 2020 ، أنتاركتيكا فقدت ما معدله 149 مليار طن متري من الجليد كل عام ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى ارتفاع درجة حرارة المحيطات حول القارة.

آثار ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي

أحد أهم تأثيرات تضخيم القطب الشمالي هو إضعاف التيارات النفاثة من الغرب إلى الشرق في نصف الكرة الشمالي. مع ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي بمعدل أسرع من المناطق المدارية ، ينتج عن ذلك غلاف جوي أضعف مكون الضغط وبالتالي انخفاض سرعة الرياح.

الروابط بين تضخيم القطب الشمالي ، تباطؤ (أو تعرج) التيارات النفاثة ، حجب الارتفاعات والظواهر الجوية المتطرفة في خطوط العرض المتوسطة إلى العالية في نصف الكرة الشمالي أمر مثير للجدل. رأي واحد هو أن الارتباط قوي والسبب الرئيسي وراء الخطورة الأخيرة موجات حرارة الصيف و موجات الشتاء الباردة. لكن اكثر البحوث التي أجريت مؤخرا يشكك في صحة هذه الروابط لخطوط العرض الوسطى.

هنا نلقي نظرة على مجموعة أكبر من الأدلة التي تدعم العلاقة بين ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي وتباطؤ التيارات النفاثة.

قد تكون مهتم ايضا ب…

ترتفع درجة حرارة القطب الشمالي بوتيرة أسرع بكثير من بقية الكوكب ، ويساهم فقدان الجليد العاكس في ما بين 30-50٪ من ارتفاع درجة حرارة الأرض. يؤثر هذا الفقد السريع للجليد على التيار النفاث القطبي ، وهو مسار مكثف للهواء في الغلاف الجوي العلوي يقود أنماط الطقس عبر نصف الكرة الشمالي.

يتعرج التيار النفاث الضعيف ويجلب الدوامة القطبية جنوبًا ، مما ينتج عنه الظواهر الجوية المتطرفة في أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا.

NOAA ، CC BY-ND

إذن ما هي الآفاق المستقبلية لأستراليا وأوتياروا / نيوزيلندا؟ نماذج المناخ العالمي تتوقع ارتفاع درجة حرارة سطح أقوى في القطب الشمالي من القطب الجنوبي في ظل تغير المناخ. بالنظر إلى أن درجات الحرارة فوق القارة القطبية الجنوبية ظلت مستقرة لأكثر من 70 عامًا على الرغم من ارتفاع غازات الدفيئة ، فقد نتوقع تغيرًا طفيفًا في منطقتنا - مجرد تقلب مناخي طبيعي بسبب عوامل مناخية أخرى مثل ظاهرة النينيو الجنوبيةأطلقت حملة وضع الحلقي الجنوبي، و المحيط الهندي ثنائي القطب.

ولكن مع استمرار المناطق الاستوائية دافئة وتتوسع، قد نتوقع زيادة في تدرج الضغط بين المناطق الاستوائية والقارة القطبية الجنوبية مما سيؤدي إلى زيادة الرياح الغربية القطبية.

التكثيف الأخير والموقع الأكثر قطبية لحزام نصف الكرة الجنوبي رياح غربية تم ربطها بالجفاف القاري وحرائق الغابات ، بما في ذلك تلك الموجودة في أستراليا. يمكننا أيضًا أن نتوقع تأثير تقوية المناطق الغربية على الاختلاط في المحيط الجنوبي ، مما قد يقلل من قدرته على امتصاص ثاني أكسيد الكربون وتعزيز ذوبان الجروف الجليدية الذي يحركه المحيط والذي يحيط بالصفائح الجليدية في غرب أنتاركتيكا.

هذه التغييرات بدورها لها آثار بعيدة المدى على الدوران العالمي للمحيطات وارتفاع مستوى سطح البحر.

ستيف تورتون هو أستاذ مساعد في الجغرافيا البيئية في CQUniversity Australia.

صورة العنوان: Shutterstock / Michal Balada عبر المحادثة.