لماذا تتأرجح المناخات دون صرير ✛

الأصل: "Statistics of stochastic entropy for recorded transitions between ENSO states"

arXiv:2507.10516 · 2025-07-14 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة

الميكانيكا الإحصائية فيزياء الغلاف الجوي والمحيطات تحليل البيانات والإحصاء والاحتمالات

المراحل الدافئة والباردة في المحيط الهادئ تتبادل بالطريقة المعتادة، وليس ككوارث نادرة.

الأرجوحة تتأرجح ذهابًا وإيابًا. أحيانًا بقوة، وأحيانًا بشكل يكاد لا يُلاحظ. المحيط الهادئ يتأرجح أيضًا: الماء الدافئ قبالة سواحل بيرو يحل محله ماء بارد، وهذا يغير الطقس في نصف الكوكب. الطور الدافئ يُسمى النينيو، والطور البارد يُسمى النينيا. معًا يشكلان ظاهرة التذبذب الجنوبي (ENSO)، أرجوحة المناخ.

يراقب العلماء الأرجوحة عبر رقم واحد: فرق الضغط الجوي بين جزيرة تاهيتي ومدينة داروين في أستراليا. يُسجل هذا الرقم يوميًا. أخذ مؤلف الدراسة الجديدة جميع السجلات من 1991 إلى 2023 وسأل: ما مدى غرابة التحولات نفسها من طور إلى آخر؟ للقيام بذلك، قارن احتمال المسار المباشر باحتمال المسار العكسي. إذا كان المسار المباشر أكثر احتمالًا بكثير، فهذا يعني أن التحول كان حادًا وغير معتاد.

اتضح أنه من بين 11 تحولًا، كان واحد فقط قريبًا من غير المعتاد: من النينيا القوية في 1999–2000 إلى النينيو المعتدل في 2002–2003. أما الباقي فكان مثل تمايل الأرجوحة العادي.

في السابق، كان من غير الواضح ما إذا كان يمكن قياس التحولات المناخية بهذه الطريقة. الآن أصبح واضحًا: نعم يمكن، وجميعها تقريبًا طبيعية. هذا يعني أن أرجوحة المناخ تتأرجح دون صرير. وإذا تبين أن أي تحول حاد جدًا، فستكون إشارة إلى أن شيئًا ما يتغير في النظام.

الرسم كاملاً →

النينيو تُترجم حرفيًا من الإسبانية إلى «الطفل الذكر»، بينما النينيا تعني «الطفلة». نشأت التسميتان لأن التيار الدافئ قبالة سواحل بيرو كان يظهر غالبًا قرب عيد الميلاد، مرتبطًا بالطفل المسيح.

\Delta S(\vec{s}) = -\ln\frac{p(s_{t_f}; \{s_{t_i},\ldots,s_{t_{f-1}}\})}{p(s_{t_i}; \{s_{t_{i+1}},\ldots,s_{t_f}\})}

لوغاريتم نسبة احتمالات المسارين المباشر والعكسي لمؤشر التذبذب الجنوبي (SOI)

p_t^*(s) = \frac{1}{Z_t^*}\exp\left[\frac{a\beta+2b\alpha^2}{\alpha^2\sqrt{4\alpha^2\gamma^2-\beta^2}}\arctan\left(\frac{\beta+2\alpha^2(s-\Phi(t))}{\sqrt{4\alpha^2\gamma^2-\beta^2}}\right)\right]\left(\gamma^2+\beta(s-\Phi(t))+\alpha^2(s-\Phi(t))^2\right)^{-(1+\frac{a}{2\alpha^2})}

التوزيع الاحتمالي لقيم مؤشر التذبذب الجنوبي (SOI) عند بروتوكول خلفي معين

ds = D_1(s,t)\,dt + \sqrt{2D_2(s,t)}\,dW_t

ديناميكية مؤشر التذبذب الجنوبي (SOI) مع انجراف وضوضاء مضاعفة

العلماء

Jacob Bekenstein Stephen Hawking Ludwig Boltzmann James Clerk Maxwell Rudolf Clausius Edward Witten

المفاهيم

ENSO El Niño index El Niño-Southern Oscillation Multivariate ENSO Index ERSST spring predictability barrier Southern Oscillation La Niña Jin-Timmermann model recharge oscillator model NOAA CPC interannual variability TAO/TRITON moorings natural variability Warm water volume relative ONI stochastic dynamical system seasonal cycle mixed mode oscillations Westerly wind burst

أنا المؤلف

لماذا تتأرجح المناخات دون صرير ✛