Table of Contents

Polar Climate Change in Context

وتعمل المناطق القطبية على أنها الأرض(ب)8217؛ وتُعدل المصاريف الحرارية الأولية، وتُعدل توازن الطاقة العالمية من خلال الغطاء الجليدي الهائل، والأسطح المُجسّدة، وهذه المناطق المتجمدة ليست معزولة؛ وتقترن بشدة بنظم التداول العالمية في الغلاف الجوي والمحيطات؛ وقد كشفت السجلات الملاحظة خلال العقود الأخيرة أن القطبية والقطب الجنوبي تتغيّر بمعدلات تتجاوز بكثير التوقعات النموذجية السابقة.

تقلب سطح البحر وطول طول المدة

الدورات الموسمية والتصويبات السنوية

واتباع نطاق الجليد البحري في نصفي الكرة الأرضية دورة موسمية واضحة، تصل إلى حد أدنى في أيلول/سبتمبر (الأرجكتية) وشباط/فبراير (التاركتيك)، وفي حين أن التقلب الموسمي طبيعي، فإن اتساع وتوقيت هذه الدورات قد تحولا ملحوظا في العقود الأخيرة، وفي القطب الشمالي، انخفض الحد الأدنى في أيلول/سبتمبر بنسبة 13 في المائة تقريبا في العقد إلى انخفاض طفيف في عدد سنوات عام 1981-8211؛ وفي المتوسط، وهو اتجاه ثبتت زيادة في الفترة من عام 1979.

"المرض و فقدان "فولومي

إن سميك الجليد البحري وحجمه الإجمالي قد تقلصا أكثر حدة، فقد انخفض الجليد المتعدد السنوات، الذي ينجو من موسم صيفي متعدد، من حوالي 70 في المائة من مجموعة الجليد القطبية الشمالية في الثمانينات إلى أقل من 20 في المائة اليوم، و الجليد الجليدي الأوفر عرضة للذوبان والديناميين من جراء الرياح والحالات، وفقدان الأشعة الجليدية المكبوتة يقلل من الاستقرار العام

سائقو التغير الجليدي في البحر

وهناك عوامل عديدة تدفع إلى تقلب واتجاهات الجليد البحري، حيث إن التسرب الحراري من ارتفاع درجات الحرارة في الهواء والمحيطات يهيمن على الانخفاض الطويل الأجل، حيث أن التسبب في تغير الدينامية من أنماط الرياح، ولا سيما في القطب الشمالي من حيث التذبذب وخط الغليان، يعيد توزيع الجليد، ويؤثر على الصادرات من خلال مضيق الخريف، وفي القطب الجنوبي، فإن التفاعل بين الجنوب والجزر هو أكثر اتساعاً من الأنماط الإقليمية للاحترار.

الآثار على النظم العالمية

إن فقدان الجليد في البحر له آثار متتالية، ويزيد من ارتفاع الغطاء الجليدي في درجة حرارة المحيطات، مما يزيد من تأخير تكوين الجليد في الشتاء، وهذه التغذية المرتدة بالجليد هي أقوى مضخمة محلية من حيث الاحترار القطبي، وبالإضافة إلى ذلك، فإن انخفاض الجليد في البحر يغير إنتاجية النظم الإيكولوجية البحرية من خلال تغيير توافر الضوء وخلط المغذيات، وبالنسبة للمجتمعات المحلية والبنى التحتية الساحلية، فإن الانفصال الجليدي في وقت لاحق، والتجميد في وقت لاحق، يقصر من نافذة الصيد التقليدي والسفر، مع زيادة التحات الساحلية.

الاتجاهات المزمنة والتبديل القطبي

آلية التضخيم

ويشير الضخ القطبي إلى ملاحظة أن درجات الحرارة السطحية في المناطق القطبية ترتفع بسرعة أكبر من المتوسط العالمي، ففي القطب الشمالي، تبلغ معدلات الاحترار ضعفين إلى أربع مرات المتوسط العالمي، وينشأ هذا الازدهار من عمليات التغذية المرتدة المتعددة التي تعمل في إطار توافقي، علما بأن التغذية المرتدة بالجليد هي الأكثر مباشرة: فمع أن الثلج والجليد، فإن أسطح الأرض والمحيطات المعرضة تستوعب طاقة شمسية، وتتسارع في الاحترار، وتأتي مساهمات إضافية من التغيرات في الغطاء السحابي، والماء.

التغيرات الموسمية والإقليمية

إن التضخيم أقوى في خريف الشتاء وفي وقت مبكر، عندما يكون لفقد الجليد البحري أكبر أثر على التبادل الحراري للغلاف الجوي المحيطي، وفي بحر بارنتس وبحر كارا، تتجاوز معدلات الاحترار الخريف ست درجات مئوية في كل قرن، كما أن صحف الجليد في غرينلاند والأرسبيغو الكنديين يظهران أيضاً درجة حرارة شديدة، وفي أنتاركتيكا، تشهد تغيرات طفيفة في التداول الإقليمي السريع

الإسناد وعدم اليقين

وتشير دراسات الإسناد التي تستخدم نماذج المناخ إلى أن إكراه غازات الدفيئة البشرية المنشأ هو السبب المهيمن في التكتل الملاحظ في القطب الشمالي، حيث إن دور التقلب الطبيعي، لا سيما من دورات المحيطات المنهكة مثل التذبذب المتعدد الوسائط في المحيط الأطلسي، يُعدل ولكنه لا يلغي الاتجاه القسري، وفي القارة القطبية الجنوبية، فإن الوضع معقد بسبب استنفاد الأوزون في الغلاف الجوي، الذي عزز من التدفق في عام 2000 وساهم في استعادة أجزاء من البرودة.

الدوريات الجوية والوصلات الهاتفية

Polar Jet Stream Dynamics

إن مجرى الطائرات القطبية، وهو نطاق ضيق من الرياح العالية المستوى، يفصل الهواء القطبي البارد عن الهواء الدافئ من وسط خط العرض، وبما أن حرارة القطب الشمالي ودرجة الحرارة بين القطبين وخط العرض المتوسط، ستضعف، فمن المتوقع أن يبطئ تدفق الطائرات ويصبح أكثر رطوبة، وقد تؤدي هذه التشكيلة إلى أنماط الطقس القصوى المستمرة، بما في ذلك إطالة التهجئة، وظهور نماذج الأشعة الحرارية،

القطب الشمالي وشمال المحيط الأطلسي

إن التذبذب في المنطقة القطبية الشمالية هو الطريقة المهيمنة للتقلبات في الغلاف الجوي في المناطق الخارجية في نصف الكرة الشمالي، وفي مرحلته الإيجابية، فإن الأوساط الأقوى تحصر الهواء البارد في القطب الشمالي؛ وفي مرحلتها السلبية، تهب الهواء البارد جنوبا، وقد شهدت العقود الأخيرة اتجاها نحو حدوث حوادث أكثر سلبية في منطقة القطب الشمالي، ولا سيما في الشتاء، مما أسهم في تفشي موجات البرودة في أمريكا وآسيا.

Southern Annular Mode and Antarctic Climate

وفي نصف الكرة الجنوبي، تمارس حركة بلدان جنوب شرق آسيا السيطرة الأولية على تقلبات المناخ في أنتاركتيكا، وقد أصبحت المرحلة الإيجابية من حركة جنوب شرق آسيا، التي تتسم بتقوية الويلات حول أنتاركتيكا، أكثر تواترا بسبب نضوب الأوزون وزيادات غازات الدفيئة، وقد ساهم هذا التحول في الاحترار بشبه القارة القطبية الجنوبية، والتبريد في شرق أنتاركتيكا، والتغيرات في توزيع ثلوج البحر، ومع انتعاش الثقوب الأوزون، قد يضعف الاتجاه الإقليمي.

أحداث الغلق والاختراق

وفي الوقت الذي يظل فيه نظام الكساد العالي شبه ثابت لمدة أيام إلى أسابيع، يعطل التدفق الطبيعي من الغرب إلى الشرق، ويمكن أن تتحول الأحداث المسببة للاختراق فوق غرينلاند أو بحر بيرنغ إلى هواء دافئ في القطب الشمالي، وتتسارع الانصهار، وفي المقابل، يمكن للقطع فوق سيبيريا أن ترسل هواء القطب الشمالي إلى أوروبا وأمريكا الشمالية، مما ينتج عنه تردد شديد.

دائرة المحيطات والنقل بالهواء

Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC)

وتنقل المنظمة البحرية الدولية المياه السطحية الدافئـة شمالاً والمياه العميقة الباردة جنوباً، وتؤدي دوراً حاسماً في مناخ القطب الشمالي، إذ إن مدخلات المياه العذبة من الغطاء الجليدي في غرينلاند، وزيادة تصريف الأنهار في المنطقة القطبية الشمالية، يمكن أن تبطئ من كثافة المياه السطحية، إذ أن بطءاً في حركة الملاحة البحرية من شأنه أن يقلل من النقل الحراري شمالاً، ويقلل جزئياً من حرارة القطب الشمالي، وإن كان من المحتمل أن يغير من المناخ الأوروبي وأنماط من مستويات سطح البحر.

تدفق مياه المحيط إلى القطب الشمالي

تدفّق المياه في القطب الشمالي من خلال مضيق الخريف وفتح بحر البارنتات بشكل كبير منذ التسعينات، ويساهم هذا التدفق الدافئ في تردد الجليد في البحر من الأسفل، ويؤخر تجميد المياه في منطقة الخريف، كما تدفّق مياه المحيط الهادئ التي تخترق مضيق بيرنغ، وتؤثر على منطقة بحر تشوكشي.() ويُعدّ متوسط حرارة المحيط القطبي مقابل الاستجابة لفقدان الغلاف الجوي()

Permafrost and Carbon Cycle Feedbacks

"الحرب الغرامية" و "ثاو"

وترتكز الأرض التي لا تزال مجمدة لمدة سنتين متتاليتين على ما يقرب من 24 في المائة من سطح الأرض في نصف الكرة الشمالي، وتتزايد سرعة احترار المناطق المحيطة بالمنطقة الساحلية في سيبيريا وألاسكا والمنطقة القطبية الكندية، حيث تزيد درجة الحرارة عن درجتين من كليسيس في مواقع كثيرة، ويتسبب سميك طبقة نشطة، وعمق الموان الموسمي، في حدوث أضرار في معظم مناطق البنية التحتية.

Carbon Release and Climate Feedback

(أ) مخازن البيرمفروست التي تناهز 500 1 مليار طن متري من الكربون العضوي، أي ما يقرب من ضعف الكمية الموجودة حالياً في الغلاف الجوي، وكما تشير تقديرات الاثورات المكروبات إلى أن ثاني أكسيد الكربون والميثان قد يزيلان درجة حرارة من الحرارة العالمية، وتعتمد نسبة وشكل إطلاقات الكربون على ما إذا كان قد حدث في ظروف هباء أو هوائية.

Abrupt Thaw and Landscape Change

إن المنافذ المتعاقبة ليست هي الشاغل الوحيد، إذ أن عمليات المناشير المفاجئة، مثل الأحياء الفقيرة المتخلفة، والتآكل الحراري، وتصريف البحيرات، يمكن أن تُطلق الكربون بسرعة على فترات زمنية قصيرة، وهذه الأحداث المفاجئة غير ممثلة تمثيلاً كافياً في النماذج الحالية لنظم الأرض، مما يُحدث قدراً كبيراً من عدم اليقين في التوقعات المستقبلية لدورة الكربون، ويزيد من توثيق طبيعة المعالم القطبية الشمالية المفترسَعة.

مسامير الجليد ودرجة سطح البحر

Greenland Ice Sheet Mass Loss

فقد فقدت صحيفة ثلج غرينلاند الكتلة بمعدل متسارع منذ التسعينات، مدفوعاً بالإنصهار السطحي والدينامي، وحدثت الآن ذرة سطحية عبر جزء متزايد من الغطاء الجليدي، حيث بلغت ارتفاعاً يزيد على 000 3 متر في السنوات المميتة القصوى، وتجاوزت مجرى الميض الجليدي كآلية للخسائر الجماعية السائدة، وزادت من سطوح الجليد من نمو الطحالب ومن ثم تفجرها.

خصوم الجليد في أنتاركتيكا

وتحتوي صحيفة الجليد في أنتاركتيكا على ما يكفي من الثلج لرفع مستوى البحر العالمي بأكثر من 50 مترا، وفي حين أن معظم القارة لا تزال باردة ومستقرة، فإن صحيفة الجليد في غرب أنتاركتيكا تفقد الكتلة بسرعة، ولا سيما في قطاع بحر أموندسن، وهنا، تذوب مياه المحيطات الحارة أرفف الجليد من الأسفل، مما يُسبب لها في نوافذ رقائق الجليد من قاع البحر، مما يقلل من قوة النسيجها التي تبط في البر.

القدرة على استصدار الجليد البحري

وتشير بعض التوقعات إلى أنه بمجرد انهيار رفوف الجليد، فإن المنحدرات الجليدية الطويلة التي تتعرض لها جبهة النكهة قد تصبح غير مستقرة ميكانيكيا، إذا لم تكن تحت وزنها، ويمكن لهذه العملية، المعروفة باسم عدم استقرار الجليد البحري، أن تعجل بشكل كبير فقدان الجليد من قمم القطب الجنوبي، وسواء كانت هذه الآلية تعمل في الواقع، هو موضوع نقاش مكثف، ولكن إذا كان الأمر كذلك، فإن توقعات ارتفاع مستوى سطح البحر للقرون القادمة يمكن أن تكون أعلى بكثير من التقديرات الحالية.

الآثار على مستوى البحر

وقد ارتفع مستوى سطح البحر العالمي بحوالي 20 سنتيمترا منذ عام 1900، حيث ارتفع المعدل المتسارع إلى أكثر من 3.5 ملليمتر في السنة في العقد الماضي، وتسهم كل من صحائف الجليد القطبي والأنهار الجليدية خارج غرينلاند وأنتاركتيكا بنحو 1 ملليمتر في السنة إلى ارتفاع مستوى سطح البحر الحالي، ويتوقع أن يزداد مجموع المساهمة من صحائف الجليد، مع أن تصبح غرينلاند المساهم الرئيسي في الأجل القريب، وقد تتغلب أنتاركتيكا على النصف الثاني من القرن.

Ecosystem Responses and Biogeochemical Shifts

تفكيك النظم الإيكولوجية البحرية

إن فقدان الجليد البحري ودفء المحيطات هما إعادة هيكلة النظم الإيكولوجية البحرية القطبية، وفي القطب الشمالي، يحدد التوقيت الموسمي لتفكك الجليد تزهر في الربيع، الذي يشكل قاعدة شبكة الأغذية البحرية، ويُحتمل أن يؤدي التفكك في وقت سابق إلى حدوث تضخم مع دورات حياة حيوانات البلاكتون والأسماك والطيور البحرية، كما أن الحد من مصادر الغذاء في عدة سنوات يؤدي إلى الحد من الموائل.

تغيرات النظام الإيكولوجي الأرضي

وعلى الأرض، تتجه درجات الحرارة وثبات البروفسور إلى الشمال نحو التوسع في الشجيرات والأشجار إلى مناطق التوندرا، وهي عملية تعرف باسم خضرة القطب الشمالي، ويغير هذا التغير النباتي الطلاء السطحي، وتوازن الطاقة، وموئل الأحياء البرية، ويتأثر سكان الكاريبو والرنة بالتغيرات في نوعية المسافات وإمكانية الوصول إليها، كما أن الحركة الشمالية للأنواع البولية تُدخل في إعادة تشكيلة.

Biogeochemical Feedbacks

ويزيد توافر المغذيات في التربة المشتعلة والمنشارات المزروعة، مما يمكن أن يحفز نمو النباتات ويقابل جزئياً فقدان الكربون، غير أن الأثر الصافي لهذه التغذية المرتدة الكيميائية الأحيائية يرجح أن يضخ الاحترار، حيث يتجاوز إطلاق الكربون من التحلل السطحي من التحلل المائي المكثف الزيادة في الغطاء النباتي، وفي المناطق الساحلية، يُحدث تآكلاً مباشراً في المواد العضوية المحتوية على كربون.

المضيق الإقليمي: القطب الشمالي مقابل أنتاركتيكا

الاختلافات الجغرافية الأساسية

إن القطب الشمالي محيط محاصر بالقارات، في حين أن أنتاركتيكا قارة محاطة بالمحيطات، وهذا التناظر الجغرافي الذي يؤثر تأثيرا عميقا على سلوك المناخ، ويسمح حوض القطب الشمالي/الثامن 17؛ ويسمح للحوض المحيط الأطلسي الدافئ بالاختراق العميق، بينما يمتد سطح القطب الجنوبي إلى 817؛ ويفتح المحيط ويتر القطبي القوي القارة من المياه الدافئة، وتحافظ صفائح الجليد القطبية القطبية على درجة حرارة أكبر وأسمها، حيث ارتفاعها.

اتجاهات الجليد في البحر المتردية

ويتناقض الانخفاض الطويل الأجل في ثلوج بحر القطب الشمالي مع الاتجاهات الأكثر تغيراً وتفاوتاً على الصعيد الإقليمي في الجليد البحري في أنتاركتيكا، حيث بلغ الجليد البحري في أنتاركتيكا ارتفاعاً قياسياً في عام 2014 قبل أن يتناقص انخفاضاً مفاجئاً في معدلات انخفاضه في الفترة 2016-2017، ثم في الفترة 2022-2023، ويرتبط هذا التباين بتغيرات في حركة حرائق بحر القطب الشمالي، وتباينت العوامل الأساسية.

مختلف قوة العيون

وتمارس عمليات التغذية المرتدة بالآيس - البيردو بقوة في القطب الشمالي بسبب اتساع منطقة الجليد البحري الموسم ووجود أسطح المحيط المظلمة، وفي أنتاركتيكا، فإن الجليد الذي تُعده الطائرة 817 1؛ ومساحة البيردو عالية في مدار السنة، وبحوث الجليد البحري في مياه المحيط الباردة، مما يجعل التغذية المرتدة بالألفدو أقل فعالية في نصف الكرة الجنوبي، وعلى العكس من ذلك، فإن تخزين الكربون في نصف الكرة الأرضية هو فريد من نوعه.

التحديات الماثلة والقدرات الناشئة

الاستشعار عن بعد بواسطة السواتل

وقد حولت عمليات رصد المناخ القطبي، حيث يحتفظ مركز العجلات الفضائية التابع للناسا/غودارد بسجلات ثلجية بحرية مستمرة من أجهزة الاستشعار الوصلية للموجات الدقيقة منذ عام 1979، كما أن بعثات الرصد المشتركة بين المركز الدولي لرصد المحيطات والغلاف الجوي - 2، إلى جانب بعثة الرصد التابعة للسواتل - 817؛ و CryoSat-2، توفر قياسات للزمنيات من صفائح الجليد الجليدية وسمك الجليد البحري.

In Situ Monitoring Networks

وتوفر نظم المراقبة المستقلة ذاتيا، مثل ملامح ملوثة بالجليد، وشعارات المحيطات، والبويات العائمة، بيانات سطحية حرجة في البيئات القطبية النائية، وقد أدى المرصد العائم المتعدد التخصصات لدراسة المناخ في القطب الشمالي، الذي أمضى سنة مع الجليد البحري في القطب الشمالي، إلى ظهور بصيرة لم يسبق لها مثيل في شبكة البحوث الطويلة المحيط.

النماذج والتحديات الافتراضية

ولا تزال نماذج المناخ تتحسن، ولكن تكافح مع بعض العمليات القطبية، إذ أن تبدّد سميك الجليد في البحر، والتغذية السحابية، وديناميات الكربون في الفرن، لا تزال مصادر لعدم اليقين، فتمثيل دوامة القطب في الغلاف الجوي المتطايري وتأثيرها على الطقس السطحي يشكل تحدياً خاصاً للتنبؤ الموسمي.() ويجري تطوير تقنيات التعلّم الماكِن والبيانات لتحسين التوليدية النموذجية وتوسيع نطاق المهارات التنبؤية.

الآثار الاجتماعية والجيسياسية

البنية التحتية والتكيف المجتمعي

إن تآكل السواحل الذي يتسارع بفقدان الجليد البحري وثبات البرمفروست يهدد العديد من المجتمعات المحلية في المنطقة القطبية الشمالية، وتستلزم جهود إعادة التوزيع، مثل الحركة المخططة للشيشمروف، ألاسكا، تحديات اجتماعية وقانونية ولوجستية معقدة، وتحتاج الهياكل الأساسية القائمة على البرمفروست، بما في ذلك الطرق، وخطوط الأنابيب، والمباني، إلى الصيانة وإعادة التصميم على نحو باهظا على الأرض، وتبرزت مدونات جديدة للبناء.

الحصول على الموارد والشحن

وتفتح خسارة الجليد البحري فرصا جديدة لاستخراج الموارد والنقل البحري، وتواجه طريق البحر الشمالي على طول الطريق الذي تدور فيه روسيا)٢٠٨٢١(؛ وتتزايد إمكانية الملاحة في ساحل القطب الشمالي، وتقصر مسافات الشحن بين آسيا وأوروبا، وتواجه عمليات استكشاف الهيدروكربون والمعادن في مياه القطب الشمالي تحديات بيئية وتنظيمية، ويظل تحقيق التوازن بين التنمية الاقتصادية وحماية البيئة وحقوق الشعوب الأصلية تحديا رئيسيا في مجال الحكم.

التوترات والتعاون الجيوسياسية

وقد يسّر مجلس القطب الشمالي، وهو المحفل الحكومي الدولي الرئيسي للتعاون في منطقة القطب الشمالي، التعاون العلمي وتنسيق السياسات، غير أن التوترات الجيوسياسية، بما فيها التوترات الناشئة عن الحرب في أوكرانيا والمنافسة الاستراتيجية في منطقة القطب الشمالي، قد عطلت بعض الآليات التعاونية، وتتطلب المسائل الناشئة مثل إدارة مصائد الأسماك في وسط المحيط الأطلسي وأنظمة التعدين في أعماق البحار حوارا دوليا مستمرا.

التوقعات المستقبلية وحالات عدم اليقين

نتائج السيناريوهات

وتشير آخر التوقعات المتعلقة بمشروع المقارنات النموذجية المزدوجة إلى أنه في ظل سيناريوهات الانبعاثات العالية، يمكن أن تكون المنطقة القطبية الشمالية خالية من الجليد البحري تقريبا في أيلول/سبتمبر من القرن العشرين، وفي ظل سيناريوهات منخفضة الانبعاثات، قد يستمر الجليد الصيفي في نهاية القرن، ومن المتوقع أن تستمر الخسائر الجماعية في الغطاء الجليدي في غرينلاند، مما يسهم في ارتفاع منسوب مياه البحر بنسبة تتراوح بين 10 إلى 20 في المائة بحلول عام 2000 في ظل توقعات معتدلة من حيث فقدان المي.

نقاط الانطلاق والقابلية للتنويع

وهناك عدة عناصر مناخية استقرت على عتبة يمكن أن تؤدي إلى تغير لا رجعة فيه، وقد يكون فقدان الجليد البحري المتعدد السنوات في القطب الشمالي أمرا لا رجعة فيه على نطاق زمني بشري، حيث أن قفلا على الردود المرتدة من الجليد في البقعة الجليدية في الماشية المستمرة، وقد يكون معتكف الجليد في منطقة بحر أموندسن قد تجاوز بالفعل نقطة انطلاق، مع استمرار الانكماش بصرف النظر عن الانبعاثات في المستقبل، ويمثل إطلاق الكربون في فترة قرون طويلة بطيئة.

منظمة باحثون الحدود

وتشمل أولويات البحث الرئيسية تحسين تمثيل عمليات الغيوم والهيروسول في النماذج القطبية، وتحديد كمية دور النقل الحري للمحيطات في الذراع الجليدي، ووضع نظم للإنذار المبكر لنقاط التصفية، وإدماج منظورات العلوم الاجتماعية في تخطيط التكيف، كما أن استمرار شبكات المراقبة، واستمرار البعثات الساتلية، وجهود النماذج التعاونية أمران أساسيان لتعزيز الفهم ودعم اتخاذ القرارات المستنيرة.

خاتمة

وتنظم تقلبات المناخ واتجاهاته بتفاعل معقد بين ديناميات الجليد البحري، وتداول المحيطات، والأنماط الجوية في الغلاف الجوي، والتغذية المرتدة في المناطق القطبية، وتشهد المنطقة القطبية تغيرات سريعة وموثوقة جيدا تؤثر بالفعل على مستوى سطح البحر العالمي، والأنماط الجوية، والنظم الإيكولوجية، بينما تتفاعل المناطق القطبية بشكل أكثر تغيرا وأقل استجابة للاحترار، فإن هذه الأنماط تنطوي على احتمال حدوث تغير كبير لا رجعة فيه على امتداد الزمن(12).