المناخ أصبح أقل كفاءة في التخلص من الحرارة ✛
تخيل مشعاعًا في غرفة: يسخن، لكن إذا كان سطحه مغطى بالغبار، فإن الحرارة تتسرب بصعوبة. تقريبًا نفس الشيء يحدث مع كوكبنا. الأرض تستمد الطاقة من الشمس ويجب أن تطلق الفائض مرة أخرى إلى الفضاء، وإلا ترتفع درجة الحرارة. العلماء يسمون قدرة الكوكب على التخلص من الحرارة الزائدة التغذية الراجعة الإشعاعية. كلما كانت أقوى (أي كلما كان الرقم السالب أكبر)، كلما بردت الأرض أسرع عند ارتفاع حرارتها، وكان المناخ أكثر استقرارًا.
لفترة طويلة، كانت هذه المعلمة تُقدَّر فقط من خلال النماذج المناخية، وكانت الحسابات تنتهي حوالي عام 2014. لكن الآن، درّب الباحثون شبكة عصبية التفافية (convolutional neural network) على بيانات من نماذج CMIP5 وCMIP6، للتنبؤ بمدى كفاءة الكوكب في فقدان الحرارة اعتمادًا على خرائط درجة الحرارة السطحية. ثم طبقوا هذه الشبكة العصبية على سبع مجموعات من بيانات الرصد، بما في ذلك عمليات إعادة التحليل ERA5 وJRA-3Q وMERRA-2، وإعادة بناء درجات الحرارة من Berkeley Earth وHadCRUT5 وNOAAGlobalTemp وDCENT-I. وكانت النتيجة مقلقة: التغذية الراجعة ضعفت.
هذا يشبه أن يصبح المشعاع أقل كفاءة في إطلاق الحرارة: عند نفس مستوى التسخين، يطلق الكوكب الآن طاقة أقل، فتتراكم الحرارة الزائدة. هذا الضعف لا يرتبط بشكل كبير بظاهرة النينيو أو التذبذب العشري للمحيط الهادئ (Pacific Decadal Oscillation)؛ أي أنه ليس مجرد تقلبات طبيعية. السبب الرئيسي كان الاحترار في الجزء الشمالي الشرقي شبه المداري من المحيط الهادئ. باستخدام طريقة SHAP، حسب العلماء أن هذه المنطقة ساهمت بنحو 30% في الضعف العام، وأكدوا ذلك في تجارب مستهدفة باستخدام نموذج E3SMv2.
الآن، لدى علماء المناخ أداة تسمح لهم بمراقبة استقرار المناخ في زمن شبه حقيقي، دون انتظار حسابات نموذجية جديدة. في السابق، كان من غير الواضح كيف تغيرت التغذية الراجعة بعد عام 2014، لكن الآن نرى أن المناخ أصبح أقل استقرارًا. هذا مهم لتحسين توقعات الاحترار المستقبلي ولأنظمة الإنذار المبكر من التحولات المناخية.
ذلك المشعاع الذي ذكرناه في البداية أصبح الآن يعمل بشكل أسوأ، ونبدأ في فهم أين تراكم الغبار بالضبط. الخطوة التالية هي إضافة بيانات عن الجليد البحري إلى الشبكة العصبية والتحقق من كيفية تأثير درجة حرارة اليابسة على النتيجة. لكن من الواضح بالفعل: الكوكب أصبح أقل كفاءة في إطلاق الحرارة، وهذا يغير تصوراتنا حول مدى سرعة الاحترار في المستقبل.
الشبكة العصبية، التي دُرِّبت فقط على درجة حرارة السطح، تمكنت من تفسير أكثر من 80% من التغيرات في الاستجابة الإشعاعية، رغم أنها لم ترَ السحب ولا الجليد ولا تكوين الغلاف الجوي.