ارتفاع العواصف البَرَدية عالمياً مع الاحتباس الحراري حسب سجلات تمتد 3 آلاف سنة

تشير الأدلة على مدى آلاف السنين إلى أن العواصف البَرَدية حول العالم تزداد مع الاحتباس الحراري. حلل فريق بحثي سجلات محلية لأضرار البَرَد على مدى 2,890 عاماً، وكشف عن ارتفاع واضح بعد عام 1850.
تركز المشروع على الصين، حيث نسّق الباحثون مجموعة وطنية من الملاحظات. هذه الرؤية الطويلة الأمد تساعد في تفسير سبب مفاجأة المجتمعات بالعواصف البَرَدية الأكثر شدة في العصر الحديث.

ما تكشفه القرون

قاد الدراسة الباحث تشينهونغ تشانغ، عالم المناخ في جامعة بكين، والمتخصص في العواصف الرعدية الشديدة والتقلبات المناخية طويلة الأمد.
دمج الباحثون السجلات التاريخية مع بيانات المحطات الحديثة وتقنيات التعلم الآلي لإعادة بناء عدد أيام البَرَد عبر المقاطعات الصينية.
حافظ العدد على ثباته قبل عام 1850، ثم ارتفع بشكل حاد مع ارتفاع درجات الحرارة السطحية.
بين القرن الثامن عشر وأربعينيات القرن العشرين، ارتفع عدد أيام الأضرار الناتجة عن البَرَد من نحو 10 أيام سنوياً إلى حوالي 60 يوماً سنوياً. وبعد تصحيح تأثيرات السكان، بلغ معدل الزيادة نحو 3.9 أيام لكل عقد.
نشرت الدراسة في مجلة Nature Communications.
كما حدد الفريق تقلبات تقريباً قرنية، أي تغيّرات بطيئة تتكرر كل 80–100 سنة. وظهرت إيقاعات متعددة العقود بشكل أوضح في العصر الحديث.

كيف يغذي العالم الأكثر دفئاً البَرَد

الهواء الأكثر دفئاً يحمل رطوبة أكبر وغالباً مزيداً من عدم الاستقرار، مما يمهّد العواصف.
يتتبع العلماء طاقة العاصفة المتاحة للتيارات الصاعدة (CAPE)، وهي الطاقة التي تغذي صعود الهواء في العواصف الرعدية.
يرتفع سجل البَرَد في الصين بالتوازي مع درجات الحرارة العالمية الحديثة. ويتوافق هذا النمط مع السجلات المستقلة التي تظهر ارتفاعاً حاداً في متوسط درجات الحرارة السطحية العالمية منذ أواخر القرن التاسع عشر.

استخدم الباحثون تحليل الوضعية التجريبية الجماعية مع الضوضاء التكيفية، وهو أداة لفصل الإشارات المتداخلة.
وقد ميز هذا التحليل بين الاتجاه الطويل الأمد للدفء والتقلبات المناخية الأبطأ التي تؤثر على نشاط البَرَد.
وجد الفريق أن الاتجاه طويل الأمد في أيام البَرَد يعكس اتجاه درجات الحرارة العالمية بدرجة عالية من الترابط بعد عام 1800.
وبقيت التقلبات القصيرة، مما دفع الفريق لدراسة الأنماط المحيطية.

الأنماط المحيطية المؤثرة

يتغير التذبذب العشري للمحيط الهادئ (PDO)، وهو تقلب بطيء في درجات حرارة ورياح المحيط، كل عدة عقود ويؤثر على توزيع الرطوبة.
تصف إدارة المحيطات والغلاف الجوي الوطنية الأمريكية (NOAA) PDO بأنه نمط يشبه ظاهرة النينيو ويغير الطقس في شمال المحيط الهادئ وما وراءه.
قبل عام 1850، تحركت أيام البَرَد وPDO في اتجاهين متعاكسين على مقاييس قرنية.
في العصر الحديث، بدأت تقلبات PDO متعددة العقود تتوافق أكثر مع أيام البَرَد، على الأرجح بسبب تغيير نقل الرطوبة بفعل ارتفاع درجات الحرارة.
أثناء فترات PDO الإيجابية في عالم أكثر دفئاً، يمكن للتيارات الجنوبية أن تنقل الرطوبة إلى شرق الصين.
وزيادة الرطوبة مع الهواء غير المستقر ترفع احتمالات حدوث البَرَد الكبير.
تشير الاختلافات في الترابط بين المقاييس الزمنية المختلفة إلى تغيّر أنماط الدوران وليس سبباً واحداً فقط، مما يؤكد أهمية السجلات الطويلة الأمد.

التطلعات حتى عام 2100

درّب الفريق شبكة عصبية تلافيفية (CNN)، وهي طريقة تعلم آلي للتعرف على الأنماط، على السجل الطويل لتوقع أيام البَرَد المستقبلية.
استخدموا بيانات ما قبل 1950 للتدريب، ثم توقعوا أيام البَرَد من 1950 حتى 2099 وفق سيناريوهات الاحتباس الحراري المختلفة.
تتبع الشبكة التغيرات المرصودة في أواخر القرن العشرين مع تغير PDO، وتتوقع استمرار ارتفاع أيام البَرَد حتى الستينيات من القرن الحادي والعشرين مع تعزيز الاحترار وPDO الإيجابي لبعضهما البعض.
في سيناريو الانبعاثات الأعلى، تتوقع النماذج حوالي 620 يوماً من البَرَد في 2072 عبر المقاطعات، مقارنة بنحو 300 يوم في 2017، بعد عقد 2070، ينخفض المنحنى إذا تغيرت مرحلة PDO.

وعند فرض PDO إيجابي مستمر في تجربة حساسية، اختفى الانخفاض في أواخر القرن. وحتى مع التقلبات المستقبلية، تبقى أيام البَرَد أعلى من مستويات القرن العشرين.

أهمية ذلك على الأرض

يدمر البَرَد المحاصيل، ويتلف الأسطح، ويهدد الطائرات والمواشي. تراقب المجتمعات الزراعية وشركات التأمين المخاطر عن كثب، إذ يمكن أن تحدث الخسائر خلال دقائق.
زيادة أيام البَرَد لا تعني أن كل عاصفة شديدة، لكن التكرار الأعلى عادة ما يؤدي إلى مزيد من الأضرار.
يمكن للمخططين المحليين استخدام السجل الطويل لاختبار قوة البنية التحتية والاستجابة للطوارئ.
تشمل الممارسات الزراعية الواعية بالبَرَد التأمين على المحاصيل، أفلام الصوب الزراعية المقواة، وتنبيهات العواصف المستهدفة.
ويمكن للمدن تقليل التعرض من خلال الأسطح المقاومة للبَرَد والتكسية المقاومة للأضرار.
تحذر الوكالات العلمية من أن تتبع اتجاهات البَرَد عالمياً كان صعباً حتى السنوات الأخيرة.
ووفق أحدث تقرير من الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC)، لا تزال الثقة منخفضة في اتجاهات العواصف الرعدية الشديدة مثل البَرَد والرياح العاتية، باستثناء زيادة عامة في معدلات الهطول.