نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد که سرمای شدید ممکن است به علت گرمای بیش از اندازه قطب‌ شمال باشد و این تغییرات می‌تواند عامل اصلی امواج سرما باشد که در فوریه ۲۰۲۱ آمریکای شمالی، از کانادا تا شمال مکزیک را تحت تاثیر قرار داد و احتمالا با گرم‌ شدن کره‌ زمین این موج سرما بیشتر خواهد شد.

به گزارش سایت خبری محیط زیست ایران (IENA)، در فوریه ۲۰۲۱ و با گرم‌شدن سریع دمای جهان، موج بسیار شدید سرما قسمت‌های وسیعی از آمریکای شمالی از کانادا تا مکزیک شمالی را در بر گرفت و باعث قطع برق ۱۰ میلیون نفر شد. این آسیب در تگزاس بیشتر بود و ۱۲۵ نفر جان خود را از دست دادند. ماه فوریه در ایالات‌متحده سردترین ماه در بیش از ۳۰ سال گذشته بود و موج سرما به سنگین‌ترین طوفان زمستانی در این کشور تبدیل شد.

دمای انجماد با کاهش به سمت جنوب در جریان جتی با گروهی از بادهای قوی در حدود هشت مایل بالاتر از سطح زمین و مرتبط با مرز هوای سردتر و گرمتر همراه بود. جریان جتی (بادهای نسبتا قوی متمرکز در یک جریان باریک در جو) از غرب به شرق جریان دارد اما این تنها مسیری نیست که امواج جوی در آن حرکت و می‌توانند در فواصل زیاد به بالا و پایین حرکت و آب‌وهوای یک منطقه مانند قطب‌شمال را با مناطق دیگر مانند تگزاس مرتبط کنند.

وقتی سنگی به آب می‌اندازید شاهد موج‌هایی خواهید بود که از نقطه اولیه پرتاب دور می‌شوند، در حالی که امواج در حوضچه، نوعی متفاوت از این موج نسبت به فرورفتن در جریان جتی است اما هر دو نوع موج می‌توانند اثرات اختلال را به مناطق دور منتقل کنند. در این مورد امواج جوی تاثیر تغییرات آب‌وهوایی در قطب شمال را به قسمت‌هایی از آمریکای شمالی و آسیا منتقل کردند.

محققان در مطالعه‌ای که دوم سپتامبر ۲۰۲۱ در مجله Science منتشر شد، نشان دادند که چگونه این اتفاق افتاده و چگونه برخلاف انتظار، رویدادهایی مانند موج سرد فوریه با گرم‌شدن کره‌ زمین بیشتر شده است.

نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد، آنچه در قطب‌شمال می‌گذرد در آنجا نمی‌ماند. قطب‌شمال با سرعت بیش از دو برابر میانگین جهانی از هر منطقه دیگری گرمتر و این باعث تغییرات زیادی در آب‌وهوای منطقه ازجمله ذوب‌شدن یخ‌های دریا و افزایش پوشش برف بر روی سیبری در اواخر پاییز می‌شود. یخ و برف یک لایه عایق ایجاد می‌کنند و بسیار بازتابنده هستند بنابراین تغییرات آنها میزان انرژی و رطوبت بین سطح زمین و جو را به شدت تغییر می‌دهند. جو نسبت به تغییرات انرژی و رطوبت حساس است، بنابراین تغییرات اساسی ضربه‌ای به جو ایجاد می‌کند که منجر به موج‌های رو به بالا از منطقه می‌شود.

گرداب استراتوسفر(لایه‌ای از هواسپهر که تا ۵۰ کیلومتری زمین ادامه دارد و دومین لایه بزرگ اتمسفر) نه تنها می‌تواند با امواج تغییر کند بلکه می‌تواند حرکت امواج را تغییر دهد زیرا تحت تاثیر باد و میدان‌های دمایی قرار می‌گیرد و گرداب به تعیین بادها و درجه دما کمک می‌کند. آنچه یک رویداد کشش گرداب را از اختلالات گرداب بزرگتر متمایز می‌کند این است که امواج متحرک رو به بالا به سطح (جایی که می‌توانند بر الگوهای آب‌وهوایی ارتفاع پایین تاثیر بگذارند) منعکس می‌شوند.

هنگامی که این امواج متحرک رو به پایین در ارتفاعات پایین‌تر از آمریکای شمالی جمع می‌شوند، یک شیب به سمت جنوب در جریان جتی ایجاد می‌کنند و هوای سرد را بیشتر از حد معمول به جنوب می‌رسانند. بنابراین حرکت رو به بالا و پایین امواج جوی در فواصل طولانی مانند موج‌هایی که در یک حوض حرکت می‌کنند می‌تواند قطب شمال را به مناطق دیگر مرتبط کند.

محققان برای شناسایی و بررسی این روابط دو روش متفاوت را در نظر گرفتند. ابتدا از یادگیری ماشین (تکنیکی که در آن رایانه اساسا خود را آموزش می‌دهد تا رویدادهای مشابه را از داده‌های تاریخی گروه‌بندی کند) استفاده سپس رویدادهای تحت فشار را تجزیه و تحلیل کردند تا نشان دهند که برای آن موارد، یک توالی معمولی از رویدادها وجود داشت؛ به دنبال امواج سرد در آمریکای شمالی و آسیا ابتدا تغییرات دمای سطح در قطب شمال، سپس در گرداب قطبی استراتوسفر و در طول چند ماه با امواج متحرک به صورت عمودی مرتبط می‌شود. تغییرات دمای سطح شناسایی‌شده در قطب‌شمال مشابه تغییرات ذوب یخ دریا و افزایش پوشش برفی سیبری ناشی از تغییرات آب‌وهوایی قطب شمال است. سپس برای ارزیابی علت و معلول و آزمایش مستقیم واکنش جو به تغییرات قطب شمال از یک مدل رایانه‌ای جو استفاده شد و مشخص شد که مدل دنباله رویدادهای مشاهده شده را بازتولید می‌کند.

تجزیه و تحلیل یادگیری ماشین از مشاهدات و آزمایش‌های مدل‌سازی رایانه‌ای دو خط مستقل از شواهد را ارائه می‌دهد، یکی مسیر تحت‌تاثیر (تغییرات آب‌وهوایی قطب شمال در سطح تا تغییرات در بادهای استراتوسفری)   و دیگری امواج سردی که به آمریکای شمالی و بخش‌هایی از آسیا می‌رسند.

یافته‌های تحقیقات در مورد تغییرات آب‌وهوا نشان می‌دهد که لازم نیست تغییرات در نزدیکی شما رخ دهد تا تاثیر را احساس کنید و پیامدهای غیرمنتظره می‌تواند بسیار شدید باشد. در این مورد، تغییرات بزرگ در قطب شمال فقط یک نگرانی محلی نیست، بلکه تاثیرات گسترده‌ای در سراسر آمریکای شمالی و بخش‌هایی از آسیا دارد و این تاثیرات همیشه آن چیزی نیست که افراد انتظار دارند.

نتایج نشان می‌دهد دلیل دیگری برای کاهش سریع انتشار گازهای گلخانه‌ای که باعث گرم‌شدن کره‌ زمین می‌شوند و در عین حال برای مدیریت حوادث شدید آب‌وهوایی، چه گرم و چه سرد به توسعه راهبردهای بهتر نیاز دارد.

یافته‌های این بررسی در نشریه Journal Science ارائه شده است.

انتهای پیام