ภาวะโลกร้อนของอาร์กติกเปลี่ยนพฤติกรรมเอลนีโญ

ภาวะโลกร้อนของอาร์กติกเปลี่ยนพฤติกรรมเอลนีโญ
ภาวะโลกร้อนของอาร์กติกเปลี่ยนพฤติกรรมเอลนีโญ
Anonim

นักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายว่าน้ำแข็งที่ละลายอย่างรวดเร็วในมหาสมุทรอาร์กติกส่งผลต่อการไหลเวียนของบรรยากาศในมหาสมุทรแปซิฟิกอย่างไร ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความถี่ของเหตุการณ์ธรรมชาติสุดขั้ว ซึ่งรวมถึงเอลนีโญ ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences

ภาวะโลกร้อนเป็นปัจจัยสำคัญประการหนึ่งในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก และเกิดขึ้นอย่างไม่สม่ำเสมอ ตัวอย่างเช่น เนื่องจากระบบการตอบสนองเชิงบวก อุณหภูมิในอาร์กติกจึงเติบโตเร็วกว่าในภูมิภาคอื่น ๆ ของโลกมาก การเพิ่มความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ทำให้เกิดภาวะเรือนกระจกเพิ่มขึ้นและอุณหภูมิเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน สิ่งนี้ช่วยเร่งการละลายของน้ำแข็งปกคลุมของมหาสมุทรอาร์กติก และเป็นผลให้อัลเบโด (การสะท้อนแสง) ของพื้นผิวเปลี่ยนไป ในขณะที่น้ำแข็งสีขาวสะท้อนแสงอาทิตย์คลื่นสั้น 50-80 เปอร์เซ็นต์ น้ำเปิดดูดซับ 93 เปอร์เซ็นต์ ทำให้ร้อนขึ้นเองและทำให้ชั้นอากาศอาร์กติกร้อนขึ้น การละลายของหิมะปกคลุมให้ผลเช่นเดียวกัน "การทำให้รุนแรงขึ้นในอาร์กติก" ของภาวะโลกร้อนคิดเป็นประมาณหนึ่งในสี่ของอุณหภูมิทั้งหมดที่เพิ่มขึ้นบนโลกในช่วงปี 2522-2554

มวลอากาศที่ร้อนขึ้นของละติจูดเส้นศูนย์สูตรต่ำจะลอยขึ้นสู่ชั้นโทรโพสเฟียร์ตอนบนและแผ่ขยายไปยังขั้วเย็น ซึ่งถือเป็นหนึ่งในกลไกพื้นฐานของการหมุนเวียนของบรรยากาศทั่วโลก ความแตกต่างในอัตราของภาวะโลกร้อนทำให้อุณหภูมิโดยรวมลดลงระหว่างเส้นศูนย์สูตรและขั้วโลก และทำให้การไหลของอากาศช้าลงจากละติจูดต่ำถึงสูง อัตราการไหลที่ลดลงทำให้เกิดความบิดเบี้ยวของส่วนหน้าขั้วโลกเพิ่มขึ้น ทางคดเคี้ยวขนาดใหญ่และมั่นคงปรากฏขึ้น แทรกซึมลึกเข้าไปในละติจูดพอสมควร นักภูมิอากาศวิทยา Charles F. Kennel และ Elena Yulaeva จาก University of California ที่ซานดิเอโก เชื่อว่ากระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับฤดูหนาวที่หนาวจัดในปี 2009-2010 ในอเมริกาเหนือ คลื่นความร้อนในมอสโก และน้ำท่วมในปากีสถานในฤดูร้อนปี 2010 ของ ปี.

พวกเขาโต้แย้งว่า "ทศวรรษของเหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้ว" ในตอนต้นของศตวรรษที่ 21 ยืนยันแนวโน้มใหม่ในวัฏจักรภูมิอากาศสิบปี และการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เริ่มต้นในปีสุดท้ายของศตวรรษที่ผ่านมา และไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับอาร์กติกและเขตอบอุ่นที่อยู่ติดกัน โซน แต่ยังปรากฏการณ์ภูมิอากาศในละติจูดต่ำของโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลไกของลมค้าขายกำลังเปลี่ยนไป - ลมของจุดตะวันออกที่พัดจากเขตร้อนไปยังเส้นศูนย์สูตรอย่างต่อเนื่องและความสม่ำเสมอของปรากฏการณ์เอลนีโญ

ธรรมชาติของเอลนีโญนั้นสัมพันธ์กับความจริงที่ว่าระดับน้ำบิดเบี้ยวสะสมในมหาสมุทรแปซิฟิก กระแสลมค้าขายผลักชั้นผิวไปทางชายฝั่งตะวันตก ระดับน้ำนอกชายฝั่งอินโดนีเซียอาจสูงกว่าภาคตะวันออกของมหาสมุทรหลายสิบเซนติเมตร ในเวลาเดียวกันอุณหภูมิมีความแตกต่าง: ทางทิศตะวันตกน้ำอุ่นขึ้นทางทิศตะวันออกกระแสน้ำเปรูที่หนาวเย็นมีอิทธิพลอย่างมาก ในช่วงเอลนีโญ น้ำทะเลในเขตร้อนที่อบอุ่นจากทางตะวันตกแผ่กระจายไปทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่ ทำให้อุณหภูมิที่สูงขึ้นและส่งผลเสียอย่างใหญ่หลวงต่อชายฝั่งเขตร้อนของทวีปอเมริกาใต้

การศึกษาใหม่นี้อุทิศให้กับการค้นหาและอธิบายความเชื่อมโยงระหว่างการเปลี่ยนแปลงสภาพน้ำแข็งในมหาสมุทรอาร์กติก ความแรงและทิศทางของลมค้าขาย พฤติกรรมเอลนีโญในเขตร้อน และการเปลี่ยนแปลงของการไหลเวียนของบรรยากาศในมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือ

นักอุตุนิยมวิทยาใช้แบบจำลองสภาพภูมิอากาศแบบขยาย CMIP5 (โครงการเปรียบเทียบระหว่างแบบจำลองคู่ที่ 5) ซึ่งรวมถึงข้อมูลเกี่ยวกับการเพิ่มขึ้นของความรุนแรงของลมค้า การสูญเสียน้ำแข็งในทะเลที่เพิ่มขึ้นตามฤดูกาล และอัตราการเติบโตของอุณหภูมิโลกที่ลดลงชั่วคราวในทศวรรษที่สอง แห่งศตวรรษที่ 21การศึกษานี้ใช้ข้อมูลรายเดือนเกี่ยวกับสถานะของบรรยากาศและน้ำผิวดินของศูนย์พยากรณ์สิ่งแวดล้อมแห่งชาติ (NCEP) และศูนย์วิจัยบรรยากาศแห่งชาติ (NCAR) รวมถึงข้อมูลรายวันจากศูนย์ระดับกลางแห่งยุโรป พยากรณ์อากาศ (ECMWF) สำหรับการศึกษานี้ ผู้เขียนเลือกช่วงเวลาสองช่วง: 1980-1998 และ 1999-2015 ในปี พ.ศ. 2540-2541 ปรากฏการณ์เอลนีโญที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ได้รับการบันทึกโดยเครื่องมือ และในปี พ.ศ. 2541 ผู้เขียนได้ดำเนินการเป็นปีเปลี่ยนผ่าน เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพในสภาพภูมิอากาศของส่วนเส้นศูนย์สูตรของมหาสมุทรแปซิฟิก

จากผลการศึกษานี้ เป็นไปได้ที่จะสร้างลำดับต่อไปนี้ของอิทธิพลของการขยายอาร์กติกต่อสภาพอากาศของมหาสมุทรแปซิฟิก:

  • พื้นที่เปิดโล่งสูงสุดในมหาสมุทรอาร์กติกพบได้ในเดือนกันยายน เมื่อสิ้นสุดฤดูน้ำแข็งละลาย ในช่วงประจำเดือนต้นฤดูใบไม้ร่วง การหมุนเวียนอากาศในแนวดิ่งเกิดขึ้นที่นี่
  • ตอนของการพาความร้อนในแนวตั้งขนาดใหญ่ทำให้เกิดคลื่นของดาวเคราะห์และรถไฟคลื่นความถี่สูงในชั้นโทรโพสเฟียร์ตอนบน จากเขตอาร์กติกที่อยู่ติดกับมหาสมุทรแปซิฟิก แพ็กเก็ตคลื่นจะกระจายไปทางทิศใต้ และการไล่ระดับอุณหภูมิที่ลดลงระหว่างเส้นศูนย์สูตรและขั้วทำให้เกิดสิ่งนี้ ในเดือนธันวาคมจะพบกับโซนบรรจบกันของมวลอากาศที่อยู่ระหว่างเขตร้อน
  • ผลของปฏิสัมพันธ์นี้ทำให้เกิดเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการเกิดขึ้นของเอลนีโญ ทริกเกอร์คือการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวของลมการค้าในมหาสมุทรแปซิฟิกตอนกลางและตะวันออก ภายใต้อิทธิพลของคลื่นจากอาร์กติก ลมเปลี่ยนทิศทางจากรุมบาตะวันออกไปตะวันตก และเกิดไดโพลลมค้าขายขึ้นในบริเวณเส้นศูนย์สูตร
  • ในกระบวนการปฏิสัมพันธ์ของคลื่นอาร์กติกและโซนบรรจบกัน คลื่นสะท้อนกลับเกิดขึ้น ซึ่งย้อนกลับ และภายในเดือนกุมภาพันธ์ถึงโซนความกดอากาศต่ำทางตอนเหนือของมหาสมุทรแปซิฟิก พื้นที่นี้มีหน้าที่รับผิดชอบในการก่อตัวของภูมิอากาศของมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือ ที่นี่เป็นที่ที่พายุไซโคลนและกระแสน้ำพุ่งขึ้น ซึ่งกำหนดสภาพอากาศในอเมริกาเหนือเป็นส่วนใหญ่
  • สถานการณ์ในภาวะซึมเศร้าของ Aleutian กำลังเปลี่ยนแปลง กิจกรรม cyclonic กำลังอ่อนลง

ขั้นตอนที่อธิบายไว้จะทำซ้ำตามลำดับทุกปี แต่ความรุนแรงและโครงสร้างเชิงพื้นที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความขุ่น สภาวะพายุ ปริมาณไอน้ำในบรรยากาศ ฯลฯ ผู้เขียนยังชี้ให้เห็นข้อจำกัดบางประการในการใช้ผลการศึกษา. ประการแรกเกี่ยวข้องกับการกระจายตัวของข้อสรุปในช่วงเวลาสั้น ๆ โดยสูญเสียความแม่นยำทางสถิติ ข้อที่สองอธิบายว่าจำเป็นต้องยอมรับสมมติฐานทั้งหมดของแบบจำลอง ความน่าเชื่อถือของผลลัพธ์ของแต่ละขั้นตอนในแนวคิดนั้นขึ้นอยู่กับคุณภาพของข้อมูลในขั้นตอนอื่นๆ ทั้งหมด ระดับความแม่นยำของแบบจำลองสภาพภูมิอากาศที่มีอยู่ในปัจจุบันแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์โดยตรงหรือโดยอ้อมระหว่างสภาพน้ำแข็งในแถบอาร์กติกกับการไหลเวียนของบรรยากาศและน้ำผิวดินของมหาสมุทรแปซิฟิก ซึ่งบ่งชี้ว่าความถี่ของเอลนีโญเพิ่มขึ้น บางทีผลลัพธ์เหล่านี้อาจช่วยให้เข้าใจไม่เพียงแค่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในปัจจุบัน แต่ยังอธิบายการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศทั่วโลกหลังจากการละลายของแผ่นน้ำแข็งของซีกโลกเหนือเมื่อสิ้นสุดยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้าย