Profesa Tiffany Shaw, Profesa, Idara ya Geosciences, Chuo Kikuu cha Chicago
Ulimwengu wa Kusini ni mahali pa misukosuko sana. Upepo katika latitudo tofauti umeelezewa kama "kunguruma digrii arobaini", "nyuzi hamsini zenye hasira", na "kupiga kelele digrii sitini". Mawimbi hufikia urefu wa futi 78 (mita 24).
Kama tunavyojua, hakuna chochote katika ulimwengu wa kaskazini kinachoweza kufanana na dhoruba kali, upepo na mawimbi katika ulimwengu wa kusini. Kwanini?
Katika utafiti mpya uliochapishwa katika Utaratibu wa Chuo cha Sayansi cha Kitaifa, wenzangu na mimi hufunua kwa nini dhoruba ni za kawaida katika ulimwengu wa kusini kuliko kaskazini.
Kuchanganya mistari kadhaa ya ushahidi kutoka kwa uchunguzi, nadharia, na mifano ya hali ya hewa, matokeo yetu yanaashiria jukumu la msingi la "mikanda ya bahari" ya ulimwengu na milima mikubwa katika ulimwengu wa kaskazini.
Tunaonyesha pia kuwa, baada ya muda, dhoruba katika ulimwengu wa kusini zilizidi kuwa kubwa, wakati wale wa ulimwengu wa kaskazini hawakufanya hivyo. Hii inaambatana na mfano wa hali ya hewa ya hali ya hewa ya joto duniani.
Mabadiliko haya yana maana kwa sababu tunajua kuwa dhoruba zenye nguvu zinaweza kusababisha athari kali kama vile upepo mkali, joto na mvua.
Kwa muda mrefu, uchunguzi mwingi wa hali ya hewa duniani ulitengenezwa kutoka kwa ardhi. Hii iliwapa wanasayansi picha wazi ya dhoruba katika ulimwengu wa kaskazini. Walakini, katika ulimwengu wa kusini, ambao unashughulikia asilimia 20 ya ardhi, hatukupata picha wazi ya dhoruba hadi uchunguzi wa satelaiti ulipopatikana mwishoni mwa miaka ya 1970.
Kutoka kwa miongo kadhaa ya uchunguzi tangu mwanzo wa enzi ya satelaiti, tunajua kuwa dhoruba katika ulimwengu wa kusini ni karibu asilimia 24 nguvu kuliko zile za ulimwengu wa kaskazini.
Hii inaonyeshwa kwenye ramani hapa chini, ambayo inaonyesha kiwango cha wastani cha dhoruba ya kila mwaka ya Hemisphere ya Kusini (TOP), Hemisphere ya Kaskazini (katikati) na tofauti kati yao (chini) kutoka 1980 hadi 2018. (Kumbuka kwamba Pole ya Kusini iko juu ya kulinganisha kati ya ramani za kwanza na za mwisho.)
Ramani inaonyesha kiwango cha juu cha dhoruba katika Bahari ya Kusini katika eneo la kusini na mkusanyiko wao katika bahari ya Pasifiki na Atlantiki (iliyotiwa rangi ya machungwa) katika ulimwengu wa kaskazini. Ramani ya tofauti inaonyesha kuwa dhoruba zina nguvu katika ulimwengu wa kusini kuliko katika ulimwengu wa kaskazini (shading ya machungwa) kwenye latitudo nyingi.
Ingawa kuna nadharia nyingi tofauti, hakuna mtu anayetoa maelezo dhahiri ya tofauti ya dhoruba kati ya hemispheres mbili.
Kupata sababu zinaonekana kuwa kazi ngumu. Jinsi ya kuelewa mfumo ngumu kama huo unaochukua maelfu ya kilomita kama anga? Hatuwezi kuweka dunia kwenye jar na kuisoma. Walakini, hii ndio hasa wanasayansi wanaosoma fizikia ya hali ya hewa wanafanya. Tunatumia sheria za fizikia na kuzitumia kuelewa mazingira ya dunia na hali ya hewa.
Mfano maarufu wa njia hii ni kazi ya upainia ya Dk. Shuro Manabe, ambaye alipokea Tuzo la Nobel la 2021 katika Fizikia "kwa utabiri wake wa kuaminika wa ongezeko la joto duniani." Utabiri wake ni msingi wa mifano ya hali ya hewa ya ulimwengu, kuanzia mifano rahisi ya hali ya joto moja hadi mifano kamili ya pande tatu. Inasoma mwitikio wa hali ya hewa kwa viwango vya kuongezeka kwa kaboni dioksidi katika anga kupitia mifano ya ugumu wa mwili na wachunguzi wanaoibuka kutoka kwa hali ya mwili.
Kuelewa dhoruba zaidi katika ulimwengu wa kusini, tumekusanya safu kadhaa za ushahidi, pamoja na data kutoka kwa mifano ya hali ya hewa ya fizikia. Katika hatua ya kwanza, tunasoma uchunguzi katika suala la jinsi nishati inavyosambazwa kote Dunia.
Kwa kuwa Dunia ni nyanja, uso wake hupokea mionzi ya jua bila usawa kutoka kwa Jua. Nguvu nyingi hupokelewa na kufyonzwa kwa ikweta, ambapo mionzi ya jua hugonga uso moja kwa moja. Kwa kulinganisha, miti ambayo mwanga hupiga kwenye pembe mwinuko hupokea nguvu kidogo.
Miongo kadhaa ya utafiti imeonyesha kuwa nguvu ya dhoruba hutoka kwa tofauti hii ya nishati. Kwa kweli, hubadilisha nishati ya "tuli" iliyohifadhiwa katika tofauti hii kuwa nishati ya "kinetic" ya mwendo. Mabadiliko haya hufanyika kupitia mchakato unaojulikana kama "kukosekana kwa utulivu wa baroclinic".
Mtazamo huu unaonyesha kuwa mwangaza wa jua hauwezi kuelezea idadi kubwa ya dhoruba katika ulimwengu wa kusini, kwani hemispheres zote zinapokea kiwango sawa cha jua. Badala yake, uchambuzi wetu wa uchunguzi unaonyesha kuwa tofauti katika kiwango cha dhoruba kati ya Kusini na Kaskazini inaweza kuwa kwa sababu mbili tofauti.
Kwanza, usafirishaji wa nishati ya bahari, mara nyingi hujulikana kama "ukanda wa conveyor." Maji huzama karibu na mti wa kaskazini, hutiririka sakafu ya bahari, huinuka karibu na Antarctica, na hutiririka kaskazini kando ya ikweta, ikibeba nishati nayo. Matokeo ya mwisho ni uhamishaji wa nishati kutoka Antarctica kwenda North Pole. Hii inaunda tofauti kubwa ya nishati kati ya ikweta na miti katika ulimwengu wa kusini kuliko katika ulimwengu wa kaskazini, na kusababisha dhoruba kali zaidi katika ulimwengu wa kusini.
Jambo la pili ni milima mikubwa katika ulimwengu wa kaskazini, ambayo, kama kazi ya mapema ya Manabe ilipendekeza, hupunguza dhoruba. Mikondo ya hewa juu ya safu kubwa za mlima huunda viwango vya juu na viwango ambavyo hupunguza kiwango cha nishati inayopatikana kwa dhoruba.
Walakini, uchambuzi wa data iliyozingatiwa pekee haiwezi kudhibitisha sababu hizi, kwa sababu sababu nyingi zinafanya kazi na zinaingiliana wakati huo huo. Pia, hatuwezi kuwatenga sababu za mtu binafsi kujaribu umuhimu wao.
Ili kufanya hivyo, tunahitaji kutumia mifano ya hali ya hewa kusoma jinsi dhoruba zinabadilika wakati mambo tofauti yanaondolewa.
Wakati tulirekebisha milima ya Dunia katika simulation, tofauti ya kiwango cha dhoruba kati ya hemispheres ilisimamishwa. Wakati tuliondoa ukanda wa bahari ya bahari, nusu nyingine ya tofauti ya dhoruba ilikuwa imekwisha. Kwa hivyo, kwa mara ya kwanza, tunafunua maelezo halisi ya dhoruba katika ulimwengu wa kusini.
Kwa kuwa dhoruba zinahusishwa na athari kali za kijamii kama vile upepo mkali, joto na hali ya hewa, swali muhimu ambalo lazima tujibu ni ikiwa dhoruba za baadaye zitakuwa na nguvu au dhaifu.
Pokea muhtasari wa maandishi ya nakala zote muhimu na karatasi kutoka kwa kifupi cha kaboni kwa barua pepe. Tafuta zaidi juu ya jarida letu hapa.
Pokea muhtasari wa maandishi ya nakala zote muhimu na karatasi kutoka kwa kifupi cha kaboni kwa barua pepe. Tafuta zaidi juu ya jarida letu hapa.
Chombo muhimu katika kuandaa jamii kukabiliana na athari za mabadiliko ya hali ya hewa ni utoaji wa utabiri kulingana na mifano ya hali ya hewa. Utafiti mpya unaonyesha kuwa dhoruba za wastani za ulimwengu wa kusini zitakuwa kali zaidi hadi mwisho wa karne.
Badala yake, mabadiliko katika kiwango cha wastani cha dhoruba za dhoruba katika ulimwengu wa kaskazini zinatabiriwa kuwa wastani. Hii ni kwa sababu ya kushindana na athari za msimu kati ya ongezeko la joto katika nchi za joto, ambayo hufanya dhoruba kuwa na nguvu, na joto haraka katika Arctic, ambayo inawafanya kuwa dhaifu.
Walakini, hali ya hewa hapa na sasa inabadilika. Tunapoangalia mabadiliko katika miongo michache iliyopita, tunaona kuwa dhoruba za wastani zimekuwa kubwa zaidi kwa kipindi cha mwaka katika ulimwengu wa kusini, wakati mabadiliko katika ulimwengu wa kaskazini hayakuwa sawa, sanjari na utabiri wa mfano wa hali ya hewa katika kipindi hicho hicho.
Ingawa mifano hupuuza ishara, zinaonyesha mabadiliko yanayotokea kwa sababu zile zile za mwili. Hiyo ni, mabadiliko katika bahari huongeza dhoruba kwa sababu maji ya joto huelekea kwenye ikweta na maji baridi huletwa kwenye uso karibu na Antarctica ili kuibadilisha, na kusababisha tofauti kubwa kati ya ikweta na miti.
Katika ulimwengu wa kaskazini, mabadiliko ya bahari hutolewa na upotezaji wa barafu ya bahari na theluji, na kusababisha Arctic kuchukua jua zaidi na kudhoofisha tofauti kati ya ikweta na miti.
Mabao ya kupata jibu sahihi ni kubwa. Itakuwa muhimu kwa kazi ya siku zijazo kuamua ni kwa nini mifano inapunguza ishara iliyozingatiwa, lakini itakuwa muhimu pia kupata jibu sahihi kwa sababu sahihi za mwili.
Xiao, T. et al. .
Pokea muhtasari wa maandishi ya nakala zote muhimu na karatasi kutoka kwa kifupi cha kaboni kwa barua pepe. Tafuta zaidi juu ya jarida letu hapa.
Pokea muhtasari wa maandishi ya nakala zote muhimu na karatasi kutoka kwa kifupi cha kaboni kwa barua pepe. Tafuta zaidi juu ya jarida letu hapa.
Iliyochapishwa chini ya leseni ya CC. Unaweza kuzaliana nyenzo ambazo hazijachapishwa kwa jumla kwa matumizi yasiyo ya kibiashara na kiunga cha kifupi cha kaboni na kiunga cha kifungu hicho. Tafadhali wasiliana nasi kwa matumizi ya kibiashara.