الأنشطة البشرية تضعف دوران الهواء على الأرض

كان صيف عام 2024 هو الأكثر سخونة على الإطلاق، وهي نتيجة متوقعة بالنظر إلى ارتفاع درجات الحرارة العالمية.

وفي نصف الكرة الشمالي، أدت فصول الصيف الأكثر حرارة وجفافاً إلى موجات جفاف شديدة وموجات حر شديدة، وخاصة في أمريكا الشمالية وأوروبا، مما يشكل تهديدات كبيرة للمجتمع، مثل حرائق الغابات، وفشل المحاصيل، ومخاطر صحية خطيرة.

ضعف دوران الهواء على الأرض

عامل مساهم في هذه الأحداث الجوية المتطرفة هو ضعف أنظمة دوران الهواء على الأرض، والتي تساعد عادة في توزيع الرطوبة والحرارة عبر العالم، ومع ذلك، ظلت الأسباب الدقيقة وراء هذا الضعف غير واضحة – حتى الآن.

في دراستين جديدتين أجراهما ري شيمكي، الخبير في ديناميكيات المناخ في معهد وايزمان للعلوم، حدد الباحثون النشاط البشري باعتباره السبب وراء إضعاف أنظمة دوران الهواء الحرجة هذه.

شبكة حيوية لأنماط الرياح

ركزت الدراسات على الرياح التي تشكل شبكة حيوية لنقل الحرارة والرطوبة التي تحملها الرياح حول العالم.

وتتمثل العناصر الأساسية لهذه الشبكة في مسارات العواصف، وهي أنظمة الطقس ذات الضغط المرتفع والمنخفض التي تتحرك من الغرب إلى الشرق.

تلعب أنظمة العواصف هذه دورًا حاسمًا في نقل الحرارة والرطوبة وزخم تدفق الهواء داخل الغلاف الجوي، مما يشكل بدوره مناطق المناخ المختلفة على الأرض.

هناك مكون رئيسي آخر وهو دورة هادلي، وهي العملية التي يرتفع فيها الهواء الدافئ بالقرب من خط الاستواء، ويتحرك نحو القطبين، ثم ينزل في المناطق شبه الاستوائية، ثم يتدفق مرة أخرى نحو خط الاستواء، مما يخلق دورة مستمرة.

دور الأنشطة البشرية

في حين كان العلماء يعرفون منذ فترة طويلة أن مسارات العواصف ودورة هادلي كانت تضعف منذ عام 1980 على الأقل، إلا أن ضعف دورة هادلي فقط كان مرتبطًا بشكل واضح بالانبعاثات الناجمة عن الأنشطة البشرية.

تم إجراء البحث بالتعاون مع البروفيسور ديم كومو من معهد أمستردام للدراسات البيئية

وأظهرت الدراسة الأولى، التي نشرت في مجلة “npj Climate and Atmospheric Science” ، أن إضعاف مسارات العواصف يرجع أيضًا إلى الانبعاثات البشرية من الغازات المسببة للاحتباس الحراري العالمي، مثل ثاني أكسيد الكربون والهباء الجوي.

وقال تشيمكي “إن هذه الانبعاثات تعمل على تسخين الهواء أكثر عند خطوط العرض المرتفعة مقارنة بخطوط العرض المنخفضة”.

وقد أدى هذا الانخفاض في الفارق في درجات الحرارة بين خطوط العرض الشمالية والجنوبية، والذي يحرك مسارات العواصف، إلى إضعاف مسارات العواصف.

تراكم درجات الحرارة الدافئة

وللوصول إلى هذه الاستنتاجات، قام الباحثون بتحليل كميات هائلة من البيانات المناخية من كل من الملاحظات والنماذج المناخية المتقدمة.

وتوصل الخبراء إلى أن ضعف مسارات العواصف لا يمكن تفسيره إلا عند أخذ الانبعاثات التاريخية في الاعتبار في نماذج المناخ.

وأشار تشيمكي إلى أهمية أنظمة العواصف هذه في تبريد الكتل الأرضية.

“تلعب العواصف في فصل الصيف دورًا مهمًا في جلب الهواء البارد من المحيط إلى الأرض، وإذا قللت من شدة هذه العواصف، فإنك تجلب كمية أقل من هذا الهواء البارد، وهذا يؤدي إلى تراكم درجات الحرارة الدافئة على القارة، مما قد يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة بشكل متزايد.”

التأثيرات على دوران الهواء

وقد وجد أيضًا أن الانبعاثات من صنع الإنسان تؤثر على دورة هادلي بطريقة غير مسبوقة.

ورغم أن العوامل الطبيعية أثرت تاريخيا على هذا الدوران، فإن النشاط البشري عكس اتجاه هذه التأثيرات ــ فأضعف الدوران بدلا من تقويته.

وفي الدراسة الثانية، التي نُشرت في مجلة Nature Communications ، استكشف تشيمكي وتلميذه أور هيس دور القوى الطبيعية، مثل الانفجارات البركانية والتدفقات الشمسية، في تشكيل دورة هادلي على مدى الألفية الماضية.

وباستخدام نماذج المناخ التي تلخص الفيزياء والأحياء والكيمياء الخاصة بنظام المناخ، قاموا بمحاكاة كيف غيرت العوامل الطبيعية دورة هادلي في القرون السابقة.

وقد كشفت النتائج أن القوى الطبيعية عملت بشكل عام على تعزيز الدورة الدموية في هادلي في الماضي ــ وهو عكس ما يحدث اليوم تماما. وعلى النقيض من ذلك، تعمل الانبعاثات الناجمة عن أنشطة الإنسان على إضعاف هذه الدورة الحيوية.

وقال هيس: “في الألفية السابقة، كانت العوامل الطبيعية هي المهيمنة، أما الآن، فإن الانبعاثات من صنع الإنسان تلعب دورا أكثر هيمنة”.

“في الماضي، كان لدينا مناخ تبريد يعمل على تعزيز الدورة الهوائية لـ “هادلي”، واليوم، لدينا مناخ دافئ يعمل على إضعاف هذه الدورة الهوائية”.

التغيرات الطبيعية في دورة الهواء على الأرض

ويؤكد تشيمكي وفريقه على الحاجة إلى أن تأخذ نماذج المناخ في الاعتبار بشكل أكثر شمولاً العوامل الطبيعية، التي غالباً ما تطغى عليها الانبعاثات الناجمة عن الأنشطة البشرية.

في حين أن النشاط البشري يلعب بلا شك دورا أكبر في تغير المناخ اليوم، فإن القوى الطبيعية كان لها تاريخيا تأثير كبير.

التأثير البشري على أنظمة المناخ

وأوضح تشيمكي أن “مجال بحثنا يتعامل بشكل أساسي مع الانبعاثات الناجمة عن أنشطة الإنسان وارتفاع درجة حرارة المناخ، ولا نولي اهتمامًا كبيرًا لتأثير العوامل الطبيعية مثل الانفجارات البركانية، أو التقلبات الشمسية، أو المصادر الطبيعية للغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي”،”ولكننا وجدنا أن العوامل الطبيعية يمكن أن يكون لها تأثير كبير على المناخ، وإن كان أصغر حجما مقارنة بتأثير الانبعاثات من صنع الإنسان.”

“على وجه الخصوص، يبدو أنها تؤثر على الدورة الدموية بطريقة معاكسة للنشاط البشري، كان هذا مفاجئًا حقًا بالنسبة لنا، وهو أمر يجب وضعه في الاعتبار.”

وتسلط النتائج الضوء على أهمية فهم التأثيرات الطبيعية والبشرية على أنظمة المناخ، خاصة مع مواجهة العالم لأحداث الطقس المتطرفة بشكل متزايد.

ومن خلال أخذ كلا العاملين في الاعتبار، يمكن للعلماء تطوير نماذج واستراتيجيات أكثر دقة لمعالجة تغير المناخ.