المناخ كأوركسترا بلا قائد ✛ ✎

الأصل: "Untangling Climate's Complexity: Methodological Insights"
· Alka Yadav, Sourish Das, Anirban Chakraborti
arXiv:2405.18391 · 2024-05-28 · CC BY-NC-ND 4.0 · تحليل مستقل · 1 دقيقة
كيف يكتشف العلماء الروابط الخفية في المناخ للتنبؤ بالجفاف وموجات البرد.

المناخ يشبه أوركسترا بلا قائد: يعزف الموسيقيون ويسمع بعضهم بعضاً مع تأخير، وقد تتغير الموسيقى فجأة. المحيط والهواء والجليد واليابسة يتبادلون الحرارة والرطوبة باستمرار. إذا تغير أحدهم، ينعكس ذلك على البقية، لكن ليس فوراً، بل بعد فترة من الزمن. يريد العلماء فهم هذه الروابط ليعرفوا مسبقاً متى يتوقعون الجفاف أو موجة برد شديدة.

بدلاً من بناء نموذج حاسوبي ضخم يحاول محاكاة كل شيء، ينظر الباحثون إلى السجلات الممتدة على مدى سنوات طويلة: كمية الأمطار، درجة حرارة مياه المحيط، وتغيرات الضغط الجوي. وباستخدام الإحصاء، يكتشفون دورات متكررة ويختبرون ما إذا كانت كمية ما تساعد على التنبؤ بأخرى. على سبيل المثال، إذا كانت درجة حرارة المحيط في الشهر الماضي تساعد على التنبؤ بالأمطار في الشهر التالي، فهذا يعني وجود علاقة بينهما.

وجد العلماء أنه في شمال الأطلسي توجد حلقة تغذية راجعة: تغير الضغط الجوي يؤثر على درجة حرارة المحيط، وهذه الأخيرة تؤثر على مساحة الجليد، والجليد بدوره يؤثر على الضغط. هذه الحلقة قد تجعل المناخ غير مستقر.

ساعدت هذه الطريقة في اكتشاف أن حالات الجفاف في أستراليا تتكرر تقريباً كل خمس سنوات ونصف، وأن الروابط بين المحيط والأمطار تغيرت بعد عام 2009. وفي شمال الأطلسي، يقترب النظام من عدم الاستقرار، مما قد يجعل موجات البرد الشديد أكثر تكراراً. الآن يمكن للعلماء تطبيق هذا المنهج على مناطق أخرى للتحذير في الوقت المناسب من تغيرات الطقس الخطيرة.

يُقاس مؤشر التذبذب شمال الأطلسي (NAO) على أنه الفرق في الضغط الجوي بين أيسلندا وجزر الأزور. غالبًا ما يجلب طوره السلبي فصول شتاء باردة إلى أوروبا، بينما يجلب الطور الموجب فصولًا معتدلة ورطبة.

فكرة أن النظام المناخي يمكن أن ينتقل فجأة إلى حالة جديدة تذكرنا بحبكة فيلم «بعد الغد» (The Day After Tomorrow)، حيث يؤدي اضطراب الدورة المحيطية إلى عصر جليدي فوري. في الواقع، تحدث هذه التحولات بشكل أبطأ، ولكن يمكن البحث عن مؤشراتها المبكرة في البيانات، كما يفعل المؤلفون.

العلماء
Leonhard EulerLudwig BoltzmannHenri PoincaréJohn von NeumannJosiah Willard Gibbs
المفاهيم
مناخ نموذج المناخ seasonal cycle Multivariate ENSO Index interannual variability Teleconnection linear inverse model North Atlantic Oscillation natural variability ensemble forecast IRI TAO/TRITON moorings ERSST data assimilation NOAA CPC El Niño-Southern Oscillation ENSO sea surface temperature El Niño index ocean-atmosphere coupling