غرف الشتاء الأربع: كيف يختار الهواء طقسه ✛

الأصل: "Metastability, atmospheric midlatitude circulation regimes and large-scale teleconnection: a data-driven approach"
arXiv:2412.06933 · 2024-12-09 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
في الشتاء، يبقى الهواء فوقنا أسابيع في واحدة من أربع "غرف"، ويمكن التنبؤ بالانتقالات بينها.

في الشتاء، لا يتحرك الهواء فوقنا بشكل عشوائي. بل يبقى لعدة أيام في نفس الوضع، مثل شخص يبقى في غرفة واحدة قبل أن ينتقل إلى أخرى. هناك أربع غرف من هذا القبيل، ولكل منها طقسها الخاص: في إحداها فوق أوروبا يكون الجو دافئًا ورطبًا، وفي أخرى فوق سيبيريا يكون الجو باردًا والسماء صافية.

جمع العلماء بيانات عن التيارات الهوائية لعدة فصول شتاء، وطبقوا أسلوبًا رياضيًا يحدد هذه الغرف ويُظهر عدد المرات التي ينتقل فيها الهواء من واحدة إلى أخرى. اتضح أن الانتقالات ليست عشوائية: فالهواء عادةً ما يتحرك في دائرة، من الغرفة الأولى إلى الثانية، ثم يعود، ثم إلى الرابعة والثالثة. في كل غرفة يبقى حوالي أسبوع، لكن في بعض الأحيان، خاصة في الغرفة الثالثة، قد يبقى لمدة شهر كامل.

الأمر الأكثر إثارة للاهتمام: من خلال درجة حرارة سطح المحيط الهادئ، يمكن التنبؤ بعدد المرات التي سيدخل فيها الهواء إلى كل غرفة في الشتاء التالي. هذا الارتباط قوي جدًا، ويمكن استخدامه للتنبؤات لعدة أسابيع مقدمًا.

في السابق، كان من الصعب فهم أي من حالات الهواء المتكررة حقيقية وأيها مجرد مصادفات عشوائية. الآن لدينا طريقة للعثور على الغرف الحقيقية والتنبؤ بالانتقالات. الأمر أشبه بتعلم قراءة مخطط المتاهة التي يسير فيها هواء الشتاء.

النمط الثالث، الموافق للطور السالب للتذبذب شمال الأطلسي، قد يستمر أحيانًا حتى شهر، مسببًا فصول شتاء باردة بشكل غير طبيعي في أوروبا، كما حدث في 2009–2010.

المفاهيم
climate network mode of variability مناخ stochastic dynamical system seasonal cycle Walker circulation regime shift mixed mode oscillations interannual variability النمذجة العشوائية ميكانيكا إحصائية حالة شبه مستقرة coupled general circulation model ensemble forecast Hadley cell Satellite layers probabilistic forecast دورة الكربون نموذج احتمالي الأنظمة الديناميكية