كيف المناخ التغيير هو الطقس القطبي أنماط على نطاق العالم

إن تغير المناخ هو أساساً إعادة تشكيل أنماط الطقس في القطب الشمالي وفي القطب الجنوبي، مع ما يترتب على ذلك من آثار عميقة في جميع أنحاء العالم، وتسخين المناطق القطبية بمرتين تقريباً من متوسط المعدل العالمي - وهو ظاهرة معروفة بتعددية القطب، مما يؤدي إلى حدوث تفاعل مركب معقد من حيث التداول في الغلاف الجوي، وإلى تعطل مسارات الطائرات، وهذه التغيرات لا تقتصر على النماذج التي تحد من آثار تغير المناخ في المستقبل.

التضخيم القطبي: الآليات والملاحظات الأخيرة

(أ) حدوث تضخيم كبير بسبب مجموعة من حلقات التغذية المرتدة وظروف فريدة في خطوط العرض العالية، وأكثر التعليقات قوة هي تأثير الجليد: إن الجليد البحري الأبيض والثلوج يعكسان جزءاً كبيراً من الإشعاع الشمسي القادم، ولكن مع تعرض أسطح الجليد المظلمة مثل مياه المحيطات أو الأرض، حيث إن هذه الأسطح المظلمة تستوعب أكثر حرارة، وتعجل بالاحترار الإقليمي، وتزيد من فقدان الجليد في عقد من أيلول/سبتمبر 1979.

وبالإضافة إلى فقدان الجليد البحري، فإن انخفاض الغطاء الجليدي في الأرض في القطب الشمالي يضاعف الاحترار، ويتصرف الثلج كمبرر طبيعي بعكس ضوء الشمس؛ وعندما يذوب، فإن الأرض المظلمة أو الغطاء النباتي التي تستهلك طاقة شمسية أكبر، مما يزيد من درجات الحرارة السطحية، ويعجل هذا الاحترار بثورة القطب، ويظهر الغموض المخزني والغازات المحتوية على ثاني أكسيد الكربون.

مقارنة بين معدلات الحرب في القطب الشمالي والجنوبي

وعلى الرغم من أن كلا القطبين يدفئان بسرعة أكبر من المتوسط العالمي، فإن أنماط دفئهما تختلف اختلافا كبيرا بسبب عوامل جغرافية وجوفية ومحيطية، وقد شهدت المنطقة القطبية الشمالية اتجاها مستمرا تقريبا للاحترار على مدى السنوات الخمسين الماضية، حيث ارتفع متوسط درجات الحرارة بين درجة حرارة 2 و3 درجات مئوية.

وعلى النقيض من ذلك، فإن القارة القطبية الجنوبية تشهد تقلباً مكانياً أكبر، إذ ظلت شرق أنتاركتيكا مستقرة نسبياً أو حتى أنها تبددت قليلاً في بعض المناطق، بينما احتوت منطقة غرب أنتاركتيكا وشبه الأنتاركتيكا بشكل كبير أكثر من 3 درجات مئوية في المناطق المحلية، وكان هناك عامل رئيسي في التأثير على هذا النمط هو ثقب الأوزون الذي غير أنماط التداول في الغلاف الجوي الجنوبي (النصف الجنوبي).

اختلال الفوتكس القطبي وميد خط العرض

إن دوامة القطب هي منطقة كبيرة ومستمرة من الضغط المنخفض والهواء البارد تدور في طبقة الستراتوسفير حول كل عمود، وفي الظروف العادية، تعمل دوامة القطبية القوية مثل حاجز، وتبقي الهواء المقلي محصورا في المناطق القطبية، ومع ذلك، فإن القطب الشمالي يدفئ بشكل غير متناسب مقارنة بأعشاشات منتصف الكرة الأرضية، ويضعف الفرق في درجات الحرارة بين هذه المناطق.

وعندما يُعطل دوامة القطب الشمالي، يمكن أن يمتد الهواء في المنطقة القطبية الشمالية الباردة جنوباً إلى مناطق وسط خط العرض، مما يؤدي إلى حدوث ظواهر جوية شتوية حادة في أنحاء من أمريكا الشمالية وأوروبا وشرق آسيا، ومن الأمثلة البارزة على ذلك العاصفة الشتوية التي نشبت في تكساس في شباط/فبراير 2021، والتي تسببت في انقطاع الكهرباء على نطاق واسع وأدت إلى حدوث اختلالات في دوامة القطب خلال شتاءات تتراوح بين 2018 و20 و20 مما أدى إلى حدوث صدد هائل.

دور الإنذار في الغلاف الجوي

إن أحداث الاحترار في الغلاف الجوي المفاجئ هي عوامل رئيسية لإضعاف دودة القطب، وأثناء وجود موجات على نطاق كوكبي، تولدها نظم الطقس المتوسطة مثل انهيار موجات روسي في الغلاف الجوي، وكثيرا ما تكسر وتودع الطاقة، وتسخين بسرعة الغلاف الجوي القطبي بتوترات سريعة بسبب تسارع حرارة السيرة في بعض الأيام.

وتشير نماذج المناخ إلى أن استمرار تدهور الجليد البحري في القطب الشمالي قد يزيد من تواتر أو شدة أحداث SSW، رغم أن الآليات الدقيقة لا تزال تشكل مجالاً نشطاً من مجالات البحث، ففهم كيف تتطور ديناميات هذه الأسلحة في مناخ دافئ أمر حاسم لتحسين التنبؤات الجوية الموسمية والإعداد لتعويض باردة للغاية ترتبط بتعطل دودة القطب.

فقدان الجليد البحري وتأثيره على التداول الجوي

كما أن فقدان الجليد في البحر في القطب الشمالي يؤثر على درجة حرارة سطحية أكثر من مجرد؛ كما أنه يُحدِّد تدفق الحرارة والرطوبة من المحيط إلى الغلاف الجوي، وتُطلق المياه المفتوحة في خريف الشتاء وفي وقت مبكر كميات كبيرة من الحرارة والرطوبة، ويزعزعزع استقرار الغلاف الجوي الأدنى، ويُغيّر مسارات العواصف، وترتبط هذه العملية بإضعاف وازدياد موجات الأمطار القطبية الشمالية.

ويميز مسار طائرة نفاثة أكبر من ذي قبل، مما يمكن أن يبطئ من تقدم نظم الطقس، ويؤدي إلى استمرار أنماط الطقس التي تسبب أحداثاً بالغة الشدة مثل موجات الحرارة الطويلة، أو الجفاف، أو الفيضانات في مناطق خط العرض الوسطى، وعلى سبيل المثال، ارتبطت موجات الحرارة الروسية وباكستان لعام 2010 والموجات الحرارية الأوروبية لعام 2018، وموسم إطلاق النار الاسترالي الذي يتراوح بين 2019 و 2020.

وتشير البحوث إلى أن تضخم المنطقة القطبية الشمالية يُفضّل هذه الأنماط المعرقلة بتقليص درجة الحرارة بين الأعمدة والقابلات المتوسطة، التي تضعف مسار الطائرات وتشجع المقصّرين على نطاق واسع (انظر ] هذا الاستعراض المتعلق بتغير المناخ في الطبيعة ). غير أن التقلب الطبيعي وعوامل أخرى تؤدي أيضا أدوارا هامة، مما يعني أن سلوك مسار الطائرات لا يزال غير متوقع إلى حد ما.

التغييرات الملاحظة في منطقة جبل طارق

وعلى مدى العقدين الماضيين، وثق العلماء التغيرات في موقع وشكل تيار الطائرات المتجمدة الشمالية، وفي بعض المناطق، تحول مسار الطائرات المتجهة شمالا، بينما أصبح مسارها في مناطق أخرى أكثر اتساعا بموجات واضحة، وقد أظهرت موجات الطائرات الصغيرة فوق أمريكا الشمالية وأوراسيا زيادة في وتيرة الأنماط شبه الثابتة التي تغلق الطقس على مر الأيام أو الأسابيع.

وتسهم هذه الأنماط المستمرة في تفاقم الأحداث المتطرفة، مثل موجات الحرارة وحالات الجفاف المتزامنة، التي تضع ضغوطا هائلة على الهياكل الأساسية والزراعة والموارد المائية، ولذلك فإن فهم السلوك المتطور لتدفق الطائرات أمر أساسي لتحسين القدرة على مواجهة المناخ في مجتمعات وسط خط العرض.

القطب الجنوبي الديناميكية: صحائف الجليد، الأوزون، وأشعة نصف الكرة الجنوبي

إن استجابة أنتاركتيكا لتغير المناخ تنطوي على آليات متميزة مقارنة بمنطقة القطب الشمالي بسبب جغرافيتها الفريدة وظروفها الجوية، وأحد العوامل الهامة هو ثقب الأوزون في أنتاركتيكا الذي شُفي تدريجيا منذ تنفيذ بروتوكول مونتريال، وقد عزز استنفاد الأوزون تاريخيا الرياح القطبية، وعزل أنتاركتيكا عن كتل جوية أكثر دفئا، وتأخير الاحترار الكبير على معظم أجزاء القارة القطبية الجنوبية الشرقية.

ومع استعادة ثقب الأوزون، يتوقع أن تتغير أنماط التداول في الغلاف الجوي مثل طريقة القطب الجنوبي، ويمكن أن يتيح هذا التحول مزيداً من الهواء الدفء لاقتحام القارة، مما يعجل بالذوبان الجليدي في المناطق الضعيفة مثل غرب أنتاركتيكا، وتعاني غرب أنتاركتيكا بالفعل من فقدان ثلج سريع بسبب تدنيس ألسن مياه المحيط التي تذوب ثلجات من تحتها.

كما أن هذه التغيرات تؤثر على أنماط الطقس في نصف الكرة الجنوبي من خلال تغيير مسارات العواصف وتهطالها، وعلى سبيل المثال، يرتبط تحول أحادي في الرياح الغربية باتجاهات التجفيف في جنوب شرق أستراليا وأجزاء من أمريكا الجنوبية، مما يزيد من تفاقم ظروف الجفاف، كما أن التغيرات في دوامة القطب وحركة حركة جنوب أفريقيا والجنوب الأفريقي قد أحدثت أنماطاً من سقوط الأمطار في جنوب أفريقيا ومناطق أخرى، مما يؤثر على النظم الإيكولوجية وسبل كسب الرزق البشرية.

تغير الجليد في بحر أنتاركتيكا

وعلى عكس القطب الشمالي، كانت اتجاهات الجليد البحري في أنتاركتيكا أكثر تنوعا وتعقيدا إقليميا، ففي الفترة من 1979 إلى 2015، أظهر مدى الجليد البحري في أنتاركتيكا زيادة عامة طفيفة، وهو نمط يقيي العلماء لسنوات، غير أن هذا الاتجاه انعكس بشكل كبير ابتداء من عام 2016، حيث لوحظ انخفاض في حجم الجليد البحري خلال عام 2018، ثم في الفترة 2022-2023.

وكان حجم الجليد البحري في أنتاركتيكا في عام 2023 أقل من مليون كيلومتر مربع من السجل السابق، مما يثير القلق لدى الأوساط العلمية، إذ أن فقدان الجليد البحري يعرض رفوف الجليد الساحلي إلى زيادة حركة الموجات ودرجات حرارة المحيط، ويعجل بذلك من سرعة هدرها، كما أن التغيرات في الجليد البحري في أنتاركتيكا تؤثر على ملوحة المحيط الجنوبي ودرجته، التي تؤدي دورا حاسما في تعميم المحيطات على الصعيد العالمي وتقلبات الكربون.

الآثار العالمية: أحداث الطقس القصوى وحوادث التغذية

إن التغيرات العميقة في أنماط الطقس القطبي ليست ظواهر معزولة؛ فهي تسهم مباشرة في تزايد تواتر وشدة الأحداث الجوية المتطرفة في جميع أنحاء العالم.() ويبرز التقرير الأول للفريق العامل الأول التابع للجنة البلدان النامية المعنية بتغير المناخ أن تغير المناخ الذي يتسبب فيه الإنسان قد زاد بالفعل من احتمال حدوث العديد من الموجات الحرارية، والظواهر المهيأة الشديدة، وبعض حالات الجفاف.() ويضيف التوسع في المواقع إلى التعقيد بتعديل أنماط الموجة الكواكبية.

فعلى سبيل المثال، فإن الموجة الحرارية الشمالية الغربية من المحيط الهادئ، التي تحطمت سجلات درجات الحرارة بأكثر من 5 درجات مئوية، قد ارتبطت جزئيا بنمط متدفق متضخم من الطائرات المتدفقة التي تأثرت بأورام حرارة سطح البحر واحتمالات الاحترار في القطب الشمالي، وبالمثل، حدثت الفيضانات المدمرة في أوروبا في تموز/يوليه 2021 خلال فترة أدى فيها تدفق طائرة مصفحة من الطوافات المتطاولة إلى توقف نظام منخفض الضغط على وسط أوروبا، مما أدى إلى حدوثه.

الاتصالات الهاتفية المتعددة التفاعلات

وترتبط القطب الشمالي والجنوبي بنظام المناخ العالمي من خلال أنماط التواصل عن بعد معقدة، وتؤثر التغيرات في ظروف القطب الشمالي على التكتلات المدارية وتداول الغلاف الجوي عن طريق الاتصالات بين المناطق القطبية والقطب المداري، مثلا، يمكن أن يؤدي إضعاف دودة القطب إلى تغيير دوامة شمال الأطلسي، التي تؤثر على مسارات العواصف ودرجة الحرارة والأنماط التهوية في شمال آسيا.

وفي نصف الكرة الجنوبي، تعني التفاعلات بين أسلوب الأنازل الجنوبي والنينيو - الجنوب الشرقي أن التغيرات في أنتاركتيكا يمكن أن تقلل من آثار أحداث النينيو أو نينيا، وهذه العلاقات المعقدة تعق ِّد التنبؤ بالمناخ وتبرز ضرورة الرصد المستمر ونماذج نظام الأرض المحسنة التي تدمج العمليات القطبية بدقة.

مستوى سطح البحر: المساهمة القطبية

إن ملاءمتها للجليد في غرينلاند وأنتاركتيكا هي أكبر المساهمين في ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي اليوم، إذ تبلغ مساحتها نحو 1.3 ملليمتر في السنة، مع ارتفاع معدل الجليد في غرينلاند، وتفقد الجليد من خلال عجلات سطحية وثلجية، بينما تفقد أنتاركتيكا الجليد بصورة رئيسية عن طريق الذوبان المحيطي لرفوف الجليد على طول هوامشها.

وتختلف التوقعات المستقبلية لمستوى سطح البحر اختلافا كبيرا حسب سيناريوهات الانبعاثات وديناميات الغطاء الجليدي، وفي إطار مسارات عالية الانبعاثات، يقدر الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ أن مستوى سطح البحر العالمي يمكن أن يرتفع بمقدار متر واحد بحلول عام 2100، مع مساهمة كبيرة من فقدان الجليد في أنتاركتيكا، وتشير الدراسات التي تتضمن آليات مثل انهيار المنحدرات الجليدية إلى أن الحدود العليا يمكن أن تكون أعلى، وأن ارتفاع مستوى سطح البحر الناجم عن ذلك يهدد المدن الساحلية والنظم الإيكولوجية الحرجة وتثير استراتيجيات التكيف في جميع أنحاء العالم.

التحديات الإيجابية والحاجة إلى تحسين المراقبة

إن الطبيعة المترابطة والمتسارعة التطور للأحوال الجوية والمناخية القطبية تشكل تحديات كبيرة أمام واضعي السياسات والمخططين والمجتمعات المحلية، والهياكل الأساسية التي بنيت لتتحمل الظروف المناخية التاريخية - مثل دفاعات الفيضانات، والطرق، ونظم الطاقة، ومرافق إدارة المياه - وهي عرضة بشكل متزايد لخط الأساس الجديد والمتغيرات، وتتطلب التكيف مع هذه التغيرات تعزيز تقييمات المخاطر المناخية التي تتضمن أحدث فهم للتوسع القطبي وآثاره العالمية.

إن تحسين شبكات المراقبة، بما في ذلك السواتل، والمستشعرات المستقلة للمحيطات والغلاف الجوي، ومراكز الرصد الطويلة الأجل، أمر حاسم لتتبع التغيرات السريعة في المناطق القطبية، ومن شأن تحسين استيعاب البيانات وإدماجها في نماذج النظم الأرضية المتقدمة أن يعزز قدرات التنبؤ في المواسم والمناطق المنتشرة، وهذا التقدم أساسي لنظم الإنذار المبكر التي يمكن أن تحذر المجتمعات من الأحداث الجوية البالغة الشدة التي تؤثر في الديناميات القطبية، مثل موجات الباردة، والفيضانات الحرارية.

والتعاون الدولي حيوي أيضا، حيث أن التغيرات القطبية تؤثر على الكوكب بأكمله، إذ أن مبادرات مثل مجلس القطب الشمالي واللجنة العلمية المعنية بأبحاث أنتاركتيكا تعزز التعاون وتبادل البيانات فيما بين الدول، ومن شأن استمرار الاستثمار في البحوث القطبية ونمذجة المناخ أن يحسن فهمنا لهذه العمليات المعقدة، ويساعد البشرية على توقع التغييرات العميقة الجارية في المناطق القطبية الأرضية وآثارها البعيدة المدى والاستجابة لها.