درجات حرارة البحار والمحيطات ترتفع بشكل أسرع .. حرارة الطبقة الرقيقة من الماء ترتفع أكثر من أربعة أضعاف عما كانت عليه من قبل

إن الأجهزة الفضائية التي تدور حول الأرض منذ أوائل الثمانينيات ترسم الآن صورة قاتمة لدرجات حرارة محيطاتنا الدافئة: فهي لا ترتفع فحسب، بل وترتفع بسرعة أكبر مع كل عقد يمر.

وبحسب دراسة جديدة، ارتفعت درجات الحرارة العالمية في الفترة ما بين عامي 1985 و1989 بنحو 0.06 درجة مئوية كل عشر سنوات، في الدراسة التي نشرت في مجلة Environmental Research Letters .

في أحدث جمع للبيانات على مدى خمس سنوات من عام ٢٠١٩ إلى عام ٢٠٢٣، قفز هذا الرقم إلى حوالي ٠٫٢٧ درجة مئوية لكل عقد. عمليًا، ترتفع درجة حرارة الطبقة الرقيقة من الماء التي تغطي كوكبنا اليوم بأكثر من أربعة أضعاف عما كانت عليه قبل جيل.

سجل طويل الأمد لدرجات حرارة المحيط

حلل الباحثون حقول درجة حرارة سطح البحر المُنشأة من خلال مبادرة وكالة الفضاء الأوروبية لتغير المناخ (ESA-CCI SST). وتمكنوا من تجميع سجل واحد مُعاير بعناية، يمتد من عام ١٩٨٠ إلى عام ٢٠٢٣.

وقد أجرى الخبراء القياسات من 20 جهازًا لقياس الإشعاع تحت الأحمر محمولًا عبر الأقمار الصناعية، بما في ذلك أجهزة استشعار في مهمات مثل ERS-1 وERS-2 وEnvisat وCopernicus Sentinel-3، إلى جانب جهازين للموجات الدقيقة يخترقان الغطاء السحابي في خطوط العرض العالية.

تتطلب كل قمر صناعي معايرة متقاطعة دقيقة؛ وإلا فإن الانحرافات الدقيقة في أداء أجهزة الاستشعار أو التغيرات المدارية قد تُفهم خطأً على أنها تغيرات حقيقية في حرارة المحيط.

ومن خلال مقارنة قيم الأقمار الصناعية مع البيانات الواردة من السفن والعوامات المنجرفة، أنتج الفريق ما يعد حاليا واحدة من أكثر سلاسل قياسات سطح البحر موثوقية على المدى الطويل في العالم.

الحرارة المحبوسة واختلال التوازن في الطاقة

بفضل البيانات المتاحة، شرع الباحثون في تحديد القوى المسؤولة عن التسلق المتسارع. فدرسوا الانفجارات البركانية ، التي تُبرّد سطح الأرض أحيانًا لمدة عام أو عامين بحجب أشعة الشمس الواردة.

قام الفريق أيضًا برسم خرائط لتأثيرات ظاهرتي النينيو والنينيا المتكررتين، اللتين تُبرّدان المحيطات وتُدفئانها بالتناوب. كما دُرست الدورات الشمسية، التي ترفع أو تُخفّض إنتاج الطاقة الشمسية على إيقاعٍ مُستمرٍّ مدته أحد عشر عامًا.

مع أن كلًا من هذه العمليات الطبيعية يترك بصمة واضحة، إلا أن أيًا منها لم يستطع تفسير الاتجاه التصاعدي طويل الأمد، ناهيك عن التسارع الأخير. ويخلص المؤلفون إلى أن الدافع الرئيسي هو اختلال توازن الطاقة على المدى الطويل الناجم عن تراكم غازات الاحتباس الحراري .

وتؤدي الغازات المسببة للاحتباس الحراري التي تحبس الحرارة في الغلاف الجوي إلى اختلال التوازن في الطاقة التي يتلقاها كوكبنا من الشمس، في حين تشع الطاقة مرة أخرى إلى الفضاء، مما يؤدي إلى اختلال توازن الطاقة الزائدة، وفقا للمؤلف الرئيسي كريس ميرشانت من جامعة ريدينج .

وأضاف أنه من أجل مواكبة تغير المناخ، “نحن بحاجة إلى مراقبة مستمرة وتحسينات للبيانات لضمان قدرة نماذج المناخ لدينا على عكس الزيادات في درجات الحرارة في المستقبل بدقة”.

العامل المهيمن وراء ارتفاع درجة حرارة المحيط

وتحدث أوين إمبوري، القائد العلمي لمشروع ESA-CCI SST، عن التوازن بين التقلبات قصيرة الأمد وإشارة الاحترار المستمرة، وأوضح أن “دراستنا تحدد بوضوح التراكم المتزايد للطاقة الكوكبية باعتباره المحرك الرئيسي لارتفاع درجة حرارة سطح البحر على المدى الطويل، في حين أن التغيرات قصيرة المدى الناجمة عن ظاهرة النينيو والنشاط البركاني والتغيرات الشمسية تضيف تباينًا ولكنها لا تغير الاتجاه المتسارع العام”.

لذا، يُفكك البحث التقلبات والانخفاضات المؤقتة من وتيرة التغير البشري المتواصلة. فارتفاع درجة حرارة المحيطات لا يقتصر على تغيير قراءة مقياس الحرارة.

تُشكّل المياه السطحية الدافئة وقودًا إضافيًا للأعاصير المدارية ، مما يسمح للعواصف بالتزايد بشكل أسرع وبلوغ ذروة رياح أعلى.

ومع تجاوز درجات الحرارة العتبات القصوى، تبيض الشعاب المرجانية، وتنتقل مصائد الأسماك، وتتغير أنماط الطقس على اليابسة استجابةً لتغير التبادل الحراري بين البحر والغلاف الجوي.

تتمدد المياه الدافئة أيضًا، مما يدفع مستوى سطح البحر إلى الأعلى، جنبًا إلى جنب مع المياه الذائبة من الصفائح الجليدية والأنهار الجليدية.

تؤثر هذه التأثيرات غير المباشرة على كل شيء، من البنية التحتية الساحلية إلى الأمن الغذائي العالمي.

التنبؤ بدرجات حرارة المحيطات في المستقبل

وبما أن عواقب تسارع ارتفاع درجة حرارة المحيطات تمتد إلى العديد من أركان المجتمع والمحيط الحيوي، فقد تم دمج النتائج بالفعل في مشروع MOTECUSOMA التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، والذي يدرس اختلال توازن الطاقة على الأرض وتأثيراته المترتبة على ذلك.

وسوف تعمل مجموعة بيانات درجات حرارة سطح البحر نفسها أيضًا كمعيار لتحسين نماذج المناخ، والتي يجب أن تعيد إنتاج معدل امتصاص الحرارة المرصود إذا كانت تريد التنبؤ بالظروف المستقبلية بشكل موثوق.

وقال إمبوري: “إن معالجة هذه التحديات تتطلب توقعات مناخية دقيقة – حيث أن زيادة امتصاص حرارة المحيطات تعمل على تكثيف الأحداث الجوية المتطرفة، وتعطل النظم البيئية، وتسريع ارتفاع مستوى سطح البحر، مما يجعل المراقبة المستمرة وتحسين النماذج أمرا ضروريا”.

دعوة لليقظة

بالنظر إلى المستقبل، تُبشر العديد من مهمات الأقمار الصناعية القادمة بتوضيح الصورة بشكل أكبر.

ستُطيل أقمار كوبرنيكوس سنتينل-3 الإضافية سجل الأشعة تحت الحمراء، بينما تخطط مهمة TRUTHS المقترحة من وكالة الفضاء الأوروبية لحمل مطياف مرجعي فائق الاستقرار.

سيُحسّن هذا المطياف معايرة جميع أجهزة رصد الأرض. تُعدّ هذه التطورات بالغة الأهمية، لأن حتى الأخطاء الطفيفة في قياس سطح المحيط قد تتراكم وتُشكّل شكوكًا كبيرة حول إجمالي حرارة الكوكب.

مع أن الدراسة الجديدة تُركّز على درجة حرارة سطح البحر، إلا أن تداعياتها تتجاوز ذلك بكثير. فارتفاع درجة حرارة سطح البحر غالبًا ما يكون مجرد غيض من فيض.

تنتشر الحرارة إلى الأسفل على فترات زمنية تتراوح بين عقود وقرون، مما يؤدي إلى تغيير التيارات وزعزعة استقرار الرفوف الجليدية من الأسفل وتهيئة المسرح لمزيد من التحولات المناخية بعد فترة طويلة من استقرار مستويات الغازات المسببة للانحباس الحراري في الغلاف الجوي.

من خلال تتبع الطبقة السطحية بدقة عالية، يحصل العلماء على أدلة حول كمية الطاقة الحرارية التي تدخل المحيط العميق ومدى سرعة ذلك.

التأثير البشري على درجات حرارة المحيط

إن تضاعف معدل الاحترار أربع مرات منذ أواخر ثمانينيات القرن الماضي يُعدّ مؤشرًا واضحًا على تأثير البشرية على النظام المناخي.

فهو لا يُظهر فقط أن المحيطات تعمل كحاجز، تمتص كميات هائلة من الحرارة الزائدة، بل يُظهر أيضًا أن هذا الحاجز يمتلئ بوتيرة أسرع من ذي قبل.

إن المراقبة المستمرة للأقمار الصناعية للمحيطات الدافئة، إلى جانب القياسات في الموقع ونماذج المناخ المتطورة، توفر الصورة الأكثر وضوحا حتى الآن عن كيفية وأسباب تغير المحيط – وتساعد المجتمعات في التخطيط للاستجابات.

إن ما إذا كانت السنوات الأربعين المقبلة ستشهد تسارعاً أو تباطؤاً آخر سوف يعتمد إلى حد كبير على مدى سرعة وقوة الحد من انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري على مستوى العالم.