تغییر اقلیم فراتر از صرفاً گرمتر، سردتر یا خشکتر شدن سیاره زمین است، بلکه به معنای افزایش نوسانات پیشبینیناپذیر در رویدادهای آبوهوایی به شمار میرود. ثبات اقلیمی دوازده هزار سال گذشته به عنوان محرک اصلی رشد و شکوفایی تمدنهای انسانی شناخته میشود، اما اکنون در حال ورود به دنیایی کاملاً متفاوت هستیم.
نمونه بارز این دگرگونی، نحوه تشدید سامانههای همرفتی مقیاس متوسط یا همان MCSها در پی گرمایش زمین است. این پدیدهها خوشههای عظیمی از توفانهای تندری هستند که صدها کیلومتر وسعت داشته و ساعتها پابرجا میمانند. این سامانهها بیش از نیمی از بارندگیهای استوایی را در برخی مناطق تأمین کرده و مسئول بسیاری از توفانهای بارانی شدید و سیلآسا محسوب میشوند.
پژوهشگران در ایالات متحده و چین طی مطالعهای جدید که در نشریه نیچر ژئوسینس انتشار یافته است، از یک مدل اقلیمی با وضوح بالا بهره بردند تا این توفانهای سازمانیافته را با واقعگرایی بیشتری نسبت به مدلهای سنتی شبیهسازی کنند. آنها دریافتند که تحت سناریوی گرمایش شدید، چرخه فصلی بارشهای ناشی از این سامانهها تغییر چشمگیری میکند؛ توفانها با ۱۰ تا ۱۵ روز تأخیر تشکیل شده و پس از این انباشت انرژی، حدود ۳۸ تا ۴۵ درصد خشنتر ظاهر میشوند.
اگرچه گذار سریع به سمت انرژیهای تجدیدپذیر باعث شده است که این سناریوی وخیم اقلیمی محتمل به نظر نرسد، اما یافتههای مزبور هشدار مهمی درباره حوادث حدی آبوهوایی به شمار میرود. این رویدادها میتوانند تأثیر عمیقتر را بر جوامع محلی نسبت به مجموع کل بارندگیهای استوایی بر جای بگذارند.
سامانههای همرفتی مقیاس متوسط سبب بروز شدیدترین بارندگیهای مرگبار، وزش بادهای شدید و سیلابهای ویرانگر را به دنبال دارند. پژوهشگران در این زمینه گزارش میدهند که به عنوان مثال، سیل سال ۲۰۲۰ در منطقه ساحل آفریقا ناشی از این سامانهها بیش از دو میلیون نفر را تحت تأثیر قرار داد، نزدیک به ۲۰۰ هزار خانه را ویران کرد و صدها جان باخته بر جای گذاشت.
زمانبندی و شدت فصل بارندگی در مناطق استوایی تعیینکننده منابع آب، فعالیتهای کشاورزی و میزان خطر سیلاب است. اگر حجم عمدهای از باران سالانه در بازه زمانی کوتاهتر و با تأخیر فرو بریزد، پیامدهای آن با بارشهای متعادل در طول سال تفاوت اساسی خواهد داشت.
پژوهشگران عنوان میکند که درک تأثیرات تغییر اقلیم بر این سامانهها میتواند پیامدهای سرنوشتسازی به همراه داشته باشد. آنها در پژوهش خود مطرح میسازند که این همرفتهای سازمانیافته، مسیر اصلی بازطراحی فصلی بارشهای استوایی توسط گرمایش زمین محسوب میشوند.
محققان مناطق استوایی را به دو بخش شمالی و جنوبی تقسیم کرده و شبیهسازیهای ۱۰ ساله را اجرا نمودند. آنها دو معیار شدت توفان شامل انرژی پتانسیل موجود برای همرفت و بازدارندگی همرفتی را بررسی کردند.
بیشکزیمم انرژی پتانسیل موجود برای همرفت حدود ۳۵ تا ۴۰ درصد افزایش یافت که نشاندهنده مخزن بزرگتری از انرژی در فصل بارندگی است. همچنین حداکثر بازدارندگی همرفتی تقویت شد که حاکی از پایداری جوی قویتر برای ایجاد رویدادهای شدیدتر پس از شروع همرفت است؛ موضوعی که پژوهشگران آن را چنین توضیح میدهند تشریح میکنند.
علت اصلی تغییر فصل بارندگی به بسامد وقوع مربوط میشود؛ در مناطق استوایی شمالی، تعداد این سامانهها در اوایل فصل و پیش از ماه اوت کاهش مییابد. بنابراین، افزایش رطوبت جوی به معنای بارندگی زودهنگام نخواهد بود.
با این حال، اواخر فصل این تغییرات بسامد کمتر میشود و رطوبت انباشته شده امکان بارشهای بیشتری را فراهم میسازد. پژوهشگران این جابجایی را به سلولهای هدلی مرتبط میدانند؛ سامانه عظیم گردش جوی که گرما و رطوبت را میان مناطق استوایی و نیمهاستوایی جابجا میکند.
با گرم شدن سیاره، ظرفیت حرارتی مؤثر جو افزایش یافته و پاسخ آن به نیروی محرکه فصلی زمان بیشتری میبرد. این اینرسی انرژی، مهاجرت فصلی سلولهای هدلی را کند کرده و اوج بارش را به تعویق میاندازد.
وقتی بارندگی سرانجام از راه میرسد، با قدرت بسیار بیشتری همراه است. پژوهشگران یادآور میشوند که اکثر پیشبینیهای فعلی بر مدلهای کمدقت متکی هستند که نمیتوانند به شکل مناسبی شبیهسازی کنند سامانههای توفانی مذکور را به درستی شبیهسازی نمیکنند.
شبیهسازیهای جدید تنها ده سال آینده را پوشش میدهند زیرا مدلهای کامپیوتری با وضوح بالا به شدت پردازشمحور هستند. مدل دو بعدی به کار رفته نمیتواند تمام ابعاد توفانهای سهبعدی را پوشش دهد، اما واقعگرایی استثنایی را به پیشبینیهای اقلیمی تزریق میکند.
برای تصویر منطقهای دقیقتر، به شبیهسازیهای بیشتری از مدلهای اقلیمی مختلف با سناریوهای گرمایشی مختلف نیاز است. محققان همچنین تأکید میکنند که سناریوی گرمایش شدید مورد استفاده باید تلقی شود به عنوان یک آزمایش حساسیت و نه پیشبینی قطعی آینده تلقی شود.
با این وجود، مطالعه حاضر زوایایی از سامانههای جوی را روشن میکند که مدلهای سنتی در تحلیل آنها با مشکل مواجه بودهاند. این یافتهها میتوانند به جوامع انسانی در سازگاری بهتر با اقلیم در حال تغییر یاری رسانند.
جزئیات بیشتر این بررسی در نشریه Nature Geoscience قابل دسترسی است.
نتیجهگیری
مطالعات جدید نشان میدهند که گرمایش زمین فراتر از تغییر حجم کلی بارندگیها، زمانبندی و الگوی نزولات جوی در مناطق استوایی را دگرگون میسازد. شناخت رفتار توفانهای سازمانیافته و سامانههای همرفتی کلید اصلی آمادگی جوامع انسانی در برابر مخاطرات اقلیمی آینده است.
