أسباب التقلبات القصوى في المناطق القارية

مقدمة

وتُحدِّد تقلبات درجات الحرارة القصوى، التي تتجاوز في كثير من الأحيان 60 درجة مئوية (108 درجة ف) بين ارتفاعات الصيف وانخفاضات الشتاء، المناخ القاري، وفي مناطق مثل سيبيريا، والصعاب الكندية، وخطوات آسيا الوسطى، يمثل الانتقال من عصر تذبذب تموز/يوليه إلى ليلة متجمدة في كانون الثاني/يناير أحد أكثر التغيرات الموسمية إثارة على الأرض، وهذه التقلبات ليست مجرد فضول مناخي ثابت؛ وترتب آثاراً عميقة على الزراعة.

تأثير الجغرافيا على الزفير الحراري

وتوفر الجغرافيا المادية للمنطقة الإطار الأساسي الذي تعمل عليه جميع القوى الأخرى التي تعمل على إحداث درجة الحرارة، وبدون التأثير المعتدل للجث المائية الكبيرة، تتعرض المناطق الداخلية القارية بشكل فريد للقوة الكاملة للتدفئة الشمسية والتبريد الإشعاعي.

الجرف القاري والهواء المحدد للأراضي

المحرك الأساسي لدرجات الحرارة القارية هو مفهوم القارة، الماء يملك طاقة حرارية عالية، بمعنى أنه يمتص ويطلق كميات كبيرة من الطاقة مع تغير بسيط في درجة الحرارة،

نواه A لمحة عامة عن المناطق المناخية العالمية ] توفر سياقا ممتازا عن كيفية قيام القارة بتشكيل أنماط الطقس الإقليمية.

التضاريس: الوادي، الجبال، والباسين

ويمكن أن تضخم الطبقات الأرضية المحلية درجات الحرارة الحالية، وكثيرا ما تعمل الوديان العميقة وأحواض الجبال كبائن جو باردة، وخلال ليالي الشتاء الواضحة، والثدي، والزهور الهوائي البارد في المناطق المنخفضة، مما يؤدي إلى إحداث تحولات شديدة في سطح البحر، ويمكن أن تكون درجات الحرارة في قاع البحر في المناطق الجبلية ذات الوجهة المنخفضة من 10 إلى 20 درجة مئوية أكثر برودة من المناطق المحيطة.

Albedo and Surface Energy Balance

إن انعكاس سطح الأرض أو الطحالب يؤدي دوراً حاسماً في تنظيم الحرارة، والأسطح المظلمة، مثل التربة الخالصة أو الغابات المزروعة، تستوعب نسبة عالية من الإشعاع الشمسي القادم، ومع ذلك، فإن الثلج والثلج مُعَدَّل إلى الفضاء، وهذا يخلق حلقة تفاعلية قوية في المناخ القاري،

Learn more about this process at the National Snow and Ice Data Center (NSIDC).]

الديناميات الجوية والتغيرات القصيرة الأجل

وبينما تحدد الجغرافيا خط الأساس، فإن التداول الجوي هو المحرك الذي يقود تقلبات درجة الحرارة اليومية والأسبوعية إلى الأسبوع التي تجعل الطقس القاري متقلباً جداً.

"الـ "جيت ستريم" و "روسبي وايفز

إن مسار الطائرات القطبية، وهو نهر مرتفع الارتفاع، يعمل كحدود بين الهواء القطبي البارد والهواء دون المداري الدافئ، وهو ليس حلقة مثالية حول العالم؛ بل يعني وجود نمط مشرق يعرف بموجات روسبي، وعندما تتضخم هذه الأمواج (وهي حالة معروفة بالتدفق المتوسط المرتفع) فإنها تيسر تبادلاً واسعاً للثبات الهوائية في الشمال.

أنماط القفل والمواضيع المتطايرة المستمرة

وفي بعض الأحيان، تُعلق هذه الموجات الجوية في مكانها، مما يخلق نمطاً مُغلقاً، إذ أن حجرة الأوميغا، التي تُسمّى تشابهها مع الرسالة اليونانية، تحدث عندما يصبح نظاماً عالي الضغط مدوّناً بين نظامين متدنيي الضغط، ويمكن لهذه المنشأة الثابتة أن تُحوّل النظم الجوية لمدة أسبوع أو أكثر، وخلال الصيف، يمكن أن تؤدي سلسلة من الثبات العالية الضغط إلى دوامة مُ مُدمةٌ، حيث يُتُتُتُتُ باستمرارُتُتُتُتُ باستمرارُتُتُ إلى حدوثَتُتُتَتَتُتُتُتُ إلى تَتَتَتَتَتَتُتُتُتَتَتَتَتُتُتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَت

"الفورتكس القطبي" و"كولد"

إن دوامة القطب هي منطقة واسعة النطاق ومستمرة من الضغط المنخفض والهواء البارد يبرز على القطب الشمالي، وعندما يكون قويا ومستقرا، فإنه يتصرف مثل اللاسو، ويبقي الهواء الأكثر احتكاكاً مقفلاً في القطب الشمالي، ولكن عندما يضعف دوامة التجويف أو يعطل في كثير من الأحيان بسبب موجة مفاجئة من الحرارة في جنوب المحيط يمكن أن تشوه.

Synoptic Systems and Air Masses

وعلى نطاق أكثر شيوعا، يؤدي مرور الأعاصير و الأعاصير في منتصف خط العرض إلى تقلبات حرارة منتظمة، ويجلب قطاع الحرارة في الأعاصير طفرة من الهواء البسيط قبل مواجهته الباردة، أما الجبهة الباردة، التي كثيرا ما تكون متأثرة بانخفاض حاد في درجة الحرارة، فتتراوح بين طبقة المياه الجوفية القارية والكتلة الجوية الشمالية، وتتسبب منطقة المصدر في ارتفاع حاد في درجة الحرارة الباردة.

"السيّارة البحرية" و "فيدباك لووبز"

إنّ تلة الأرض المحورية تضمن تناقضاً هائلاً في الإشعاع الشمسي القادم بين الصيف والفصل الشتاء، خصوصاً في خطوط العرض الأعلى، هذا هو السبب النهائي لدورة الحرارة الموسمية، لكنّها محاكاة بحزم بواسطة آليات التغذية المحلية.

الإشعاع الشمسي والتبريد الإشعاعي

وفي المناطق القارية، فإن الفرق في مدخلات الطاقة الشمسية بين حزيران/يونيه وكانون الأول/ديسمبر هو الفارق، فالأيام الصيفية الطويلة التي ترتفع فيها الزوايا الشمسية تولد طاقة شديدة إلى سطح الأرض، وعدم وجود غطاء سحابي مشترك في العديد من المناخات القارية، يسمح لهذه الطاقة بالوصول إلى الأرض دون عائق، وتقل درجات الحرارة اليومية إلى أقصى حد، وفي الشتاء، تتراجع الحالة.

الغطاء النانوي والإنطالي

ويضيف الغطاء الجليدي الشتوي طبقة قوية من الاضطرابات الحرارية، فالثلج الطازج هو موصل ممتاز، يفصل الهواء البارد فوق التربة دونها، ويحمي جذور البرمفروس والنبات من أفظع درجات الحرارة في الهواء، غير أن ارتفاع مستوى الجليد يضمن بقاء السطح بارداً، لأنه يعكس معظم ترددات الشتاء الضعيفة.

محرك التربة وجهاز كمبليير الموجات الحرارية

وربما يكون من أكثر آليات التغذية المرتدة قوة في المناخ القاري التفاعل بين طرطوبة التربة ودرجتها الحرارية، حيث تؤدي طفرة التربة إلى تسخين التربة، وتُستخدم الطاقة الشمسية في التهرب من المياه (التدفق الحراري الخافت)، التي تبرد السطح، وعندما تكون التربة جافة، تسخن الطاقة نفسها الأرض وتطفو الهواء الحاد (الغاز الحراري).

Anthropogenic Factors and the Changing Climate

والأنشطة البشرية ليست مجرد مراقبين سلبيين لتقلبات درجة الحرارة الطبيعية، ومن خلال التحضر، وتغير استخدام الأراضي، وانبعاث غازات الدفيئة، نعدل بنشاط طابع المتطرفات القارية.

جزر الهضبة الحضرية

وفي المناطق الحضرية، تغير المناخ المحلي بشكل منهجي، إذ إن استبدال الأسطح الطبيعية والرطوبة بمواد جافة وغير قابلة للاشتعال مثل الخرسانة والزائف يخلق أثراً في الجزر الحرارية الحضرية، ويولد هذه المواد قدرة حرارية عالية وبطولة منخفضة، ويستوعب كميات كبيرة من الطاقة الشمسية خلال النهار، ويطلقها ببطء في الليل، إذ يمكن أن تزيد المدينة الكبيرة حرارة من 5 إلى 10 درجات مئوية عن درجة حرارة المناطق الريفية المحيطة بها، ولا سيما في فترات الهدوء.

بيانات مرصد الأرض عن درجة حرارة سطح الأرض [FLT: 1] توضح بشكل واضح هذا التأثير الحرفي الحضري.

استخدام الأراضي وإزالة الغابات

كما أن إزالة الغابات في المناخ القاري يحل محل الأمكنة الحرجية المظلمة والوعرة بميادين زراعية أكثر سلاسة أو أرق أو تربة محمية، وتميل الغابات إلى درجات حرارة متوسطة عن طريق المياه العابرة وتوفير الظل، ويمكن أن تزيد من درجة الحرارة المحيطة بالماء في المناطق الحضرية، وتزداد درجة الحرارة في الشتاء، كما أنها تقلل من استبقاء التربة في التربة، وتزيد من حدة التقلبات في التربة.

الإنذار العالمي وتكثيف المدد

تغير المناخ الأنثروبيكي يحمّل الرماد في أحداث درجة الحرارة القصوى، وقد ارتفعت درجة الحرارة العالمية، مما يعني أن جميع الموجات الحرارية أصبحت الآن أكثر دفئاً مما كانت عليه في ظل مناخ ما قبل الثورة الصناعية، كما أن زيادة الطاقة في النظام المناخي يمكن أن تغير أنماط التداول في الغلاف الجوي، وهناك أدلة ملاحظية ونماذج تشير إلى أن تسارع القطب الشمالي قد يضعف التدفق القطبي أو يزيد من سرعة الارتفاع

For a in-depth scientific assessment, see the IPCC AR6 Working Group I Chapter on Weather and Climate Extreme Events.

التكيف مع المناخ فولاتلي

إن أسباب تقلبات درجات الحرارة الشديدة متداخلة للغاية، تتراوح بين الحقائق الثابتة للجغرافيا وبين القوى الدينامية للغلاف الجوي والنفوذ المتزايد للإنسانية، فالكونتاري يوفر المرحلة، ويكتب التداول الجوي لكتابة سيناريو الطقس اليومي، وثغرات التغذية الموسمية تضخم الدراما، والأنشطة البشرية تُحدث تغيراً متزايداً في المشهد، وبالنسبة للمجتمعات المحلية في المناطق القارية، تتطلب القدرة على التكيف الاعتراف بهذا التقلب.