رقص أرجوحة المحيطات: كيف يتحكم النينيو والتذبذب متعدد العقود الأطلسي في الأعاصير ✛ ✎

الأصل: "El Nino Southern Oscillation and Atlantic Multidecadal Oscillation Impact on Hurricanes North Atlantic Basin"
· Suchit Basineni
arXiv:2410.05329 · 2024-10-05 · CC BY-NC-SA 4.0 · تحليل مستقل · 3 دقيقة
المراحل الدافئة للتذبذب متعدد العقود الأطلسي تقوّي الأعاصير، بينما تزيد ظاهرة النينيا من عدد مرات وصولها إلى اليابسة.

السياق

تقع هذه الدراسة عند تقاطع إيقاعين محيطيين: النينيو الذي يضبط نبض المحيط الهادئ، والتذبذب متعدد العقود الأطلسي الذي يغيّر ببطء درجة حرارة شمال الأطلسي. وبجوارها في الأرشيف دراسات تتناول التنبؤ بالنينيو قبل عام ونصف، والمضخة الحرارية لمحيط إنسيلادوس، وحدود الحزام الناقل المحيطي. وكلها تتعلق بطريقة تنفس المحيط وانعكاس هذا التنفس في الغلاف الجوي. وتضيف هذه الدراسة تفصيلًا محددًا: كيف تؤثر هاتان البندولتان معًا على الأعاصير التي تضرب السواحل.

المنهجية

جمع الباحث بيانات مسارات 483 إعصارًا مداريًا من أرشيف IBTrACS من 1950 إلى 2023، مقتصرًا على العواصف التي تتجاوز سرعتها 64 عقدة. وسُجّلت لكل عاصفة الإحداثيات وسرعة الرياح والضغط على فترات كل ثلاث ساعات. ثم قورنت هذه البيانات بثلاثة مؤشرات: مؤشر النينيو المحيطي (ONI) لمراحل النينيو، ومؤشر التذبذب متعدد العقود الأطلسي من بيانات NOAA ERSSTv5، ومتوسط درجة حرارة سطح المحيط الشهري على شبكة بحجم درجتين × درجتين. ولتقدير درجات الحرارة المستقبلية، استُخدم نموذج CMIP6 من المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي في سيناريو الانبعاثات المرتفعة SSP5-8.5.

النتائج

تتزامن المراحل الدافئة للتذبذب متعدد العقود الأطلسي مع زيادة عدد الأعاصير: بمتوسط 22.5 إعصارًا كل عقد مقابل 17 في المراحل الباردة. كما أن طاقة الأعاصير، المعبَّر عنها بمؤشر ACE، كانت أعلى بمقدار 400 وحدة في العقود الدافئة، وفي العقد الأول من القرن الحادي والعشرين كادت أن تبلغ ضعف ما كانت عليه في سبعينيات القرن العشرين. وتؤدي النينيا والمراحل المحايدة إلى عدد أكبر من الأعاصير التي تصل إلى اليابسة، حيث بلغت السرعة القصوى للرياح في تلك المواسم 165 و170 عقدة على التوالي، بينما كان السقف عند النينيو 155 عقدة. وارتفاع درجة حرارة سطح المحيط في شمال الأطلسي يجري أسرع مما توقعه النماذج: فالقيم الفعلية لعام 2023 تطابق تقديرات النماذج لعام 2040.

الأهمية

تدرس الدراسات المجاورة في الأرشيف التذبذبات المحيطية كظواهر منفصلة: قابلية التنبؤ بالنينيو، واستقرار الحزام الناقل، والتدفقات الحرارية. أما هنا فتُجمع العوامل الثلاثة في صورة واحدة وتُختبر على سلسلة طويلة من رصد الأعاصير. والفرق أن الدراسة لا تكتفي بتأكيد وجود علاقة، بل تُظهر كيف تتضافر مراحل محيطين مختلفين لتشكيل خطر موسمي محدد على السواحل. وهذا هو أول اختبار للتأثير المشترك للتذبذب متعدد العقود الأطلسي والنينيو-التذبذب الجنوبي على تواتر الأعاصير وقوتها باستخدام بيانات حتى عام 2023.

التطور المستقبلي

يمكن أن يتطور الموضوع نحو فصل أكثر دقة للمساهمات: كم يضيف الاحترار المحلي للأطلسي، وكم يضيف التأثير البعيد للمحيط الهادئ عبر الموجات الجوية. وستظهر نماذج إقليمية عالية الدقة تسمح بتقييم الخطر على أجزاء محددة من الساحل. ونظرًا لأن درجات الحرارة الفعلية تتجاوز السيناريوهات، سيكون من المهم إعادة النظر في توقعات شدة الأعاصير لنهاية القرن.

التأثير

النتائج مهمة للتنبؤ الموسمي بالأعاصير، وقطاع التأمين، وتخطيط البنية التحتية الساحلية.

الخطوات التالية

إدراج الأعاصير ما بعد المدارية التي تحتفظ بقوة الإعصار في التحليل، واستخدام بيانات أكثر تفصيلًا عن درجة حرارة سطح المحيط.

المسائل المفتوحة الرئيسية

تتعلق الدراسة بمسألة غير محلولة حول كيفية تفاعل التقلبات المناخية الطبيعية (النينيو-التذبذب الجنوبي، التذبذب متعدد العقود الأطلسي) مع الاحترار البشري المنشأ في تشكيل الظواهر الجوية المتطرفة. ويبقى غير واضح إلى أي مدى يزيد ارتفاع درجة حرارة المحيط من التكثيف السريع للأعاصير، وكيف سينعكس ذلك على تواتر وصول الأعاصير الكارثية إلى اليابسة.

نظرة آلة المعرفة

هذا القسم موجَّه إلى مؤلف العمل وزملائه. الأعمال المجاورة عثر عليها بحثٌ دلالي في أرشيفنا، لا بتطابق الكلمات. نحن لا نقيّم العمل: نعرض الحقل من حوله.

ماذا يفعل هذا العمل

تربط هذه الدراسة سلوك الأعاصير المدارية في شمال الأطلسي بمراحل النينيو والتذبذب متعدد العقود الأطلسي ودرجة حرارة سطح المحيط، استنادًا إلى بيانات الرصد من 1950 إلى 2023. وقد تبيّن أن المراحل الدافئة للتذبذب متعدد العقود الأطلسي ترفع من تواتر الأعاصير وقوتها، بينما تسهم ظاهرة النينيا في زيادة وصولها إلى اليابسة. كما لوحظ أن ارتفاع درجة حرارة سطح المحيط يتجاوز توقعات النماذج المناخية، مما قد يشير إلى اشتداد الأعاصير في المستقبل.

أين تكمن قوته

تكمن قوة الدراسة في دمجها لثلاثة عوامل، وهي التذبذب متعدد العقود الأطلسي والنينيو-التذبذب الجنوبي ودرجة حرارة سطح المحيط، في صورة موحّدة للخطر الموسمي للأعاصير. كما أن استخدام سلسلة زمنية طويلة من الرصد حتى عام 2023 يتيح رؤية التأثير المشترك للتذبذبين المحيطيين على تواتر الأعاصير وقوتها ووصولها إلى اليابسة.

إلى أين يمكن المضي

  • قد يكون من المثير للاهتمام معرفة كيف يمكن استخدام قابلية التنبؤ بالنينيو قبل عام ونصف، كما هو موصوف في العمل المجاور، للتقييم المبكر للخطر الموسمي للأعاصير في شمال الأطلسي.استنادًا إلى: التنبؤ بظاهرة النينيو قبل عام ونصف arXiv:2601.12251
  • بجانب هذا العمل توجد دراسة حول احتمال عدم استقرار الحزام الناقل للمحيطات. سيكون من المثير اختبار كيف يمكن للتغيرات في الدورة الانقلابية الأطلسية أن تعدّل تأثير التذبذب متعدد العقود الأطلسي على النشاط الإعصاري.استنادًا إلى: الحزام الناقل المحيطي على حافة الهاوية arXiv:2606.08623
  • يوجد في الأرشيف بحث حول الزنبرك المناخي الرابع، والذي قد يكون مفيدًا لتوسيع مجموعة العوامل المؤثرة على الأعاصير، مثل الأخذ في الاعتبار أنماط إضافية من التقلبات.استنادًا إلى: الزنبرك الرابع للمناخ arXiv:2602.10369

يستحق التجربة

  • اختبار ما إذا كان إدراج مؤشر قابلية التنبؤ بالنينيو من العمل 2601.12251 يحسّن المهلة الزمنية للتنبؤ بعدد الأعاصير.
  • مقارنة الشذوذات في الدورة الانقلابية الأطلسية بمراحل التذبذب متعدد العقود الأطلسي، ومعرفة كيف يؤثر ذلك على العلاقة بالأعاصير.
  • النظر في إضافة مؤشر من العمل حول الزنبرك الرابع للمناخ إلى النموذج الإحصائي للنشاط الإعصاري.

من 2020 إلى 2023، ضربت الولايات المتحدة خمسة أعاصير كبرى من الفئة 3 فما فوق، بينما كان عددها في العقد السابق كله ثلاثة.

في رواية كيم ستانلي روبنسون «أربعون علامة مطر»، يحاول علماء المناخ التنبؤ بالتغيرات المفاجئة في التيارات المحيطية وتأثيرها على الطقس، وهذه الحبكة تتقاطع مع محاولات ربط التذبذبات البطيئة للمحيط بالنشاط الإعصاري.

أرقام رئيسية

  • حجم شبكة درجة حرارة سطح المحيط: 2°×2° (~222 كم)
  • عتبة الإعصار: 64 عقدة
  • زيادة التذبذب متعدد العقود الأطلسي خلال 1.5 سنة: أعلى بـ 1.66 مرة من القمم السابقة
  • متوسط الضرر من إعصار واحد في الولايات المتحدة: 22.8 مليار دولار
  • السرعة القصوى للرياح عند النينيا: 165 عقدة
العلماء
Ludwig BoltzmannHenri PoincaréJohn von NeumannJosiah Willard Gibbs
المفاهيم
ENSO El Niño-Southern Oscillation Atlantic multidecadal oscillation El Niño index Multivariate ENSO Index TAO/TRITON moorings Jin-Timmermann model spring predictability barrier La Niña tropical cyclone ERSST NOAA CPC North Equatorial Countercurrent recharge oscillator model natural variability seasonal cycle equatorial wave propagation Westerly wind burst interannual variability Warm water volume