Profesorino Tiffany Shaw, Profesorino, Fako de Geosciencoj, Universitato de Ĉikago
La suda hemisfero estas tre turbula loko. Ventoj je diversaj latitudoj estas priskribitaj kiel "muĝantaj kvardek gradoj", "furiozaj kvindek gradoj", kaj "kriantaj sesdek gradoj". Ondoj atingas nekredeblajn 78 futojn (24 metrojn).
Kiel ni ĉiuj scias, nenio en la norda hemisfero povas egali la severajn ŝtormojn, venton kaj ondojn en la suda hemisfero. Kial?
En nova studo publikigita en la Proceedings of the National Academy of Sciences, miaj kolegoj kaj mi malkovras kial ŝtormoj estas pli oftaj en la suda hemisfero ol en la norda.
Kombinante plurajn pruvojn el observaĵoj, teorio kaj klimatmodeloj, niaj rezultoj indikas la fundamentan rolon de tutmondaj oceanaj "transportzonoj" kaj grandaj montoj en la norda hemisfero.
Ni ankaŭ montras, ke laŭlonge de la tempo, ŝtormoj en la suda hemisfero fariĝis pli intensaj, dum tiuj en la norda hemisfero ne. Ĉi tio kongruas kun la modelado de tutmonda varmiĝo per klimata modelo.
Ĉi tiuj ŝanĝoj gravas ĉar ni scias, ke pli fortaj ŝtormoj povas konduki al pli severaj efikoj kiel ekstremaj ventoj, temperaturoj kaj pluvokvanto.
Dum longa tempo, la plej multaj observadoj pri la vetero sur la Tero estis faritaj de la tero. Tio donis al sciencistoj klaran bildon pri la ŝtormo en la norda hemisfero. Tamen, en la Suda Hemisfero, kiu kovras ĉirkaŭ 20 procentojn de la tero, ni ne ricevis klaran bildon pri ŝtormoj ĝis satelitaj observadoj fariĝis haveblaj fine de la 1970-aj jaroj.
El jardekoj da observado ekde la komenco de la satelita epoko, ni scias, ke ŝtormoj en la suda hemisfero estas ĉirkaŭ 24 procentojn pli fortaj ol tiuj en la norda hemisfero.
Ĉi tio estas montrita en la suba mapo, kiu montras la observitan averaĝan jaran ŝtormintensecon por la Suda Hemisfero (supre), Norda Hemisfero (centre) kaj la diferencon inter ili (sube) de 1980 ĝis 2018. (Notu, ke la Suda Poluso estas ĉe la supro de la komparo inter la unua kaj lasta mapoj.)
La mapo montras la konstante altan intensecon de ŝtormoj en la Suda Oceano en la Suda Hemisfero kaj ilian koncentriĝon en la Pacifika kaj Atlantika Oceanoj (ombritaj per oranĝa ombro) en la Norda Hemisfero. La diferenca mapo montras, ke ŝtormoj estas pli fortaj en la Suda Hemisfero ol en la Norda Hemisfero (oranĝa ombro) ĉe plej multaj latitudoj.
Kvankam ekzistas multaj malsamaj teorioj, neniu proponas definitivan klarigon por la diferenco en ŝtormoj inter la du hemisferoj.
Malkovri la kialojn ŝajnas esti malfacila tasko. Kiel kompreni tian kompleksan sistemon ampleksantan milojn da kilometroj kiel la atmosfero? Ni ne povas meti la Teron en vazon kaj studi ĝin. Tamen, ĝuste tion faras sciencistoj, kiuj studas la fizikon de klimato. Ni aplikas la leĝojn de fiziko kaj uzas ilin por kompreni la atmosferon kaj klimaton de la Tero.
La plej fama ekzemplo de ĉi tiu aliro estas la pionira laboro de D-ro Shuro Manabe, kiu ricevis la Nobel-premion pri fiziko en 2021 "pro sia fidinda antaŭdiro pri tutmonda varmiĝo". Ĝiaj antaŭdiroj baziĝas sur fizikaj modeloj de la klimato de la Tero, intervalante de la plej simplaj unu-dimensiaj temperaturmodeloj ĝis plenkreskaj tridimensiaj modeloj. Ĝi studas la respondon de la klimato al kreskantaj niveloj de karbondioksido en la atmosfero per modeloj de varia fizika komplekseco kaj monitoras aperantajn signalojn de subestaj fizikaj fenomenoj.
Por kompreni pliajn ŝtormojn en la Suda Hemisfero, ni kolektis plurajn pruvojn, inkluzive de datumoj el fizik-bazitaj klimataj modeloj. En la unua paŝo, ni studas observojn rilate al kiel energio estas distribuita tra la Tero.
Ĉar la Tero estas sfero, ĝia surfaco ricevas sunan radiadon malegale de la Suno. Plejparto de la energio estas ricevita kaj absorbita ĉe la ekvatoro, kie la sunradioj trafas la surfacon pli rekte. Kontraste, polusoj, kiujn lumo trafas laŭ krutaj anguloj, ricevas malpli da energio.
Jardekoj da esplorado montris, ke la forto de ŝtormo devenas de ĉi tiu diferenco en energio. Esence, ili konvertas la "statikan" energion stokitan en ĉi tiu diferenco en "kinetikan" energion de moviĝo. Ĉi tiu transiro okazas per procezo konata kiel "baroklina malstabileco".
Ĉi tiu vidpunkto sugestas, ke la incida sunlumo ne povas klarigi la pli grandan nombron da ŝtormoj en la Suda Hemisfero, ĉar ambaŭ hemisferoj ricevas la saman kvanton da sunlumo. Anstataŭe, nia observa analizo sugestas, ke la diferenco en ŝtormintenseco inter sudo kaj nordo povus ŝuldiĝi al du malsamaj faktoroj.
Unue, la transporto de oceana energio, ofte nomata la "transportbendo". Akvo sinkas proksime al la Norda Poluso, fluas laŭ la oceanfundo, leviĝas ĉirkaŭ Antarkto, kaj fluas reen norden laŭ la ekvatoro, kunportante energion. La fina rezulto estas la translokigo de energio de Antarkto al la Norda Poluso. Ĉi tio kreas pli grandan energian kontraston inter la ekvatoro kaj la polusoj en la Suda Hemisfero ol en la Norda Hemisfero, rezultante en pli severaj ŝtormoj en la Suda Hemisfero.
La dua faktoro estas la grandaj montoj en la norda hemisfero, kiuj, kiel sugestis la pli frua laboro de Manabe, dampas ŝtormojn. Aerfluoj super grandaj montaraj sistemoj kreas fiksajn maksimumojn kaj minimumojn, kiuj reduktas la kvanton da energio havebla por ŝtormoj.
Tamen, analizo de observitaj datumoj sole ne povas konfirmi ĉi tiujn kaŭzojn, ĉar tro multaj faktoroj funkcias kaj interagas samtempe. Ankaŭ, ni ne povas ekskludi individuajn kaŭzojn por testi ilian signifon.
Por fari tion, ni bezonas uzi klimatajn modelojn por studi kiel ŝtormoj ŝanĝiĝas kiam diversaj faktoroj estas forigitaj.
Kiam ni glatigis la montojn de la Tero en la simulado, la diferenco en ŝtormintenseco inter la hemisferoj duoniĝis. Kiam ni forigis la transportbendon de la oceano, la alia duono de la ŝtormdiferenco malaperis. Tiel, por la unua fojo, ni malkovras konkretan klarigon por ŝtormoj en la suda hemisfero.
Ĉar ŝtormoj asociiĝas kun severaj sociaj efikoj kiel ekstremaj ventoj, temperaturoj kaj precipitaĵo, la grava demando, kiun ni devas respondi, estas ĉu estontaj ŝtormoj estos pli fortaj aŭ pli malfortaj.
Ricevu zorge elektitajn resumojn de ĉiuj gravaj artikoloj kaj paperoj de Carbon Brief per retpoŝto. Eksciu pli pri nia novaĵletero ĉi tie.
Ricevu zorge elektitajn resumojn de ĉiuj gravaj artikoloj kaj paperoj de Carbon Brief per retpoŝto. Eksciu pli pri nia novaĵletero ĉi tie.
Ŝlosila ilo por prepari sociojn por trakti la efikojn de klimata ŝanĝo estas la provizado de prognozoj bazitaj sur klimataj modeloj. Nova studo sugestas, ke averaĝaj ŝtormoj en la suda hemisfero fariĝos pli intensaj direkte al la fino de la jarcento.
Male, oni antaŭvidas, ke ŝanĝoj en la averaĝa jara intenseco de ŝtormoj en la Norda Hemisfero estos moderaj. Tio parte ŝuldiĝas al konkurencaj laŭsezonaj efikoj inter varmiĝo en la tropikoj, kiu plifortigas ŝtormojn, kaj rapida varmiĝo en la Arkto, kiu plimalfortigas ilin.
Tamen, la klimato ĉi tie kaj nun ŝanĝiĝas. Kiam ni rigardas ŝanĝojn dum la pasintaj jardekoj, ni trovas, ke averaĝaj ŝtormoj fariĝis pli intensaj dum la jaro en la suda hemisfero, dum ŝanĝoj en la norda hemisfero estis nekonsiderindaj, konforme al antaŭdiroj de klimatmodeloj dum la sama periodo.
Kvankam la modeloj subtaksas la signalon, ili indikas ŝanĝojn okazantajn pro la samaj fizikaj kialoj. Tio estas, ŝanĝoj en la oceano pliigas ŝtormojn ĉar pli varma akvo moviĝas al la ekvatoro kaj pli malvarma akvo estas alportita al la surfaco ĉirkaŭ Antarkto por anstataŭigi ĝin, rezultante en pli forta kontrasto inter la ekvatoro kaj la polusoj.
En la Norda Hemisfero, oceanaj ŝanĝoj estas kompensitaj per la perdo de flosglacio kaj neĝo, igante la Arkton absorbi pli da sunlumo kaj malfortigante la kontraston inter la ekvatoro kaj la polusoj.
La risko trovi la ĝustan respondon estas alta. Estos grave por estonta laboro determini kial la modeloj subtaksas la observitan signalon, sed estos same grave trovi la ĝustan respondon pro la ĝustaj fizikaj kialoj.
Xiao, T. et al. (2022) Ŝtormoj en la Suda Hemisfero pro landformoj kaj oceana cirkulado, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, doi: 10.1073/pnas.2123512119
Ricevu zorge elektitajn resumojn de ĉiuj gravaj artikoloj kaj paperoj de Carbon Brief per retpoŝto. Eksciu pli pri nia novaĵletero ĉi tie.
Ricevu zorge elektitajn resumojn de ĉiuj gravaj artikoloj kaj paperoj de Carbon Brief per retpoŝto. Eksciu pli pri nia novaĵletero ĉi tie.
Publikigita sub permesilo CC. Vi rajtas reprodukti la neadaptitan materialon en ĝia tuteco por nekomerca uzo kun ligilo al la Carbon Brief kaj ligilo al la artikolo. Bonvolu kontakti nin por komerca uzo.