Table of Contents
Polar Climate Change in Context
وتعمل المناطق القطبية على أنها الأرض(20)(17)؛ وتُعدل المصارف الحرارية الأولية، وتُعدل توازن الطاقة العالمية من خلال الغطاء الجليدي الهائل الذي تغطيه، والأسطح المُجسِّدة؛ وهذه المناطق البكترية غير معزولة؛ وتقترن بشدة بنظم التداول العالمية في الغلاف الجوي والمحيطات؛ وقد كشفت السجلات الملاحظة خلال العقود الأخيرة أن القطبية القطبية والجنوبية تتغيّر بمعدلات تتجاوز التوقعات النموذجية السابقة بكثير.
تغير الجليد البحري وطول فترة العقد
الدورات الموسمية والتصويبات السنوية
وينعكس مدى الجليد البحري في نصفي الكرة الأرضية في دورة موسمية واضحة، تصل إلى حد أدنى في أيلول/سبتمبر (الأرجكتيك) وشباط/فبراير (التاركتيك)، وفي حين أن التباين 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 مقارنة بالتراجع الطفيف في عام 1981 إلى عام 2015(8211)؛ وقد شهد متوسط عدد مراتب عام 1979 زيادة في سجل بيلشا.
العصي و فقدان الفول
إن سميك الجليد البحري وحجمه الإجمالي قد انخفضا بدرجة أكبر، فالجليد المتعدد السنوات الذي ينجو من موسم صيفي متعدد، قد انخفض من حوالي 70 في المائة من مجموعة الثلج القطبية الشمالية في الثمانينات إلى أقل من 20 في المائة اليوم، والثلج الأعظم أكثر عرضة للذوبان والدينامي من جراء الرياح واليارات، وفقدان الإشعاعات الجليدية المتدفقة يقلل من الاستقرار العام
سائقو التغير الجليدي في البحر
وهناك عوامل عديدة تدفع إلى تقلب واتجاهات الجليد البحري، حيث إن الضغط الحراري الناجم عن ارتفاع درجات الحرارة في الهواء والمحيطات يهيمن على الانخفاض الطويل الأجل، حيث أن التسبب في تغير الدينامية من أنماط الرياح، ولا سيما في منطقة القطب الشمالي والمحيطات، يعيد توزيع الجليد، ويؤثر على الصادرات عبر مضيق الخريف، وفي القطب الجنوبي، فإن التفاعلات البحرية الجنوبية أكبر من الأنماط الإقليمية للدفء.
الآثار على النظم العالمية
ويؤدي فقدان الجليد في البحر إلى 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 البحري يغير إنتاجية النظم الإيكولوجية البحرية من خلال تغيير توافر الضوء وخلط المغذيات، وبالنسبة للمجتمعات المحلية والهياكل الأساسية الساحلية، فإن الانفصال الجليدي في وقت لاحق، وتجميد اللاحق، يقلص من نافذة الصيد التقليدي والسفر، مع زيادة التحات الساحلية.
الاتجاهات المزمنة والتضخيم القطبي
آلية التضخيم
ويشير التضخم القطبي إلى ملاحظة أن درجات الحرارة السطحية في المناطق القطبية ترتفع بسرعة أكبر من المتوسط العالمي، ففي القطب الشمالي، تبلغ معدلات الاحترار ضعفين إلى أربعة أضعاف المتوسط العالمي، وينشأ هذا الازدهار عن عمليات التغذية المرتدة المتعددة التي تعمل في إطار توافقي، علما بأن التغذية المرتدة بالجليد هي الأكثر مباشرة: فمع أن الجليد والجليد، فإن أسطح الأرض المعرضة والمحيطات تستوعب طاقة شمسية، مما يتسارع في الاحترار.
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 القرن الواحد، كما أن صحف الجليد في غرينلاند والرأس الأخضر 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 الغالب في التكسير الملحوظ في المنطقة القطبية الشمالية، 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 الفضاء الخارجي، الذي عزز الثقوب في القارة المتجمدة في عام 2000.
الدوريات الجوية والوصلات الهاتفية
Polar Jet Stream Dynamics
إن مسار الطيار القطبي، وهو نطاق ضيق من الرياح العالية المستوى، يفصل الهواء القطبي البارد عن الهواء الدافئ من وسط خطوط العرض، وبما أن حرارة القطب الشمالي ودرجة الحرارة بين القطبين والضعف، فإن من المتوقع أن يبطئ تدفق الطائرات ويصبح أكثر رطوبة، وقد تؤدي هذه التشكيلة إلى أنماط الطقس القصوى المستمرة، بما في ذلك إطالة التهجئة والدلائل الحرارية وقطعها.
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 مرحلة إيجابية، فإن الأوساط الأقوى تحصر الهواء البارد في المنطقة القطبية الشمالية؛ 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 الوسطى.
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 القارة القطبية الجنوبية، أكثر تواترا بسبب نضوب الأوزون وزيادات غازات الدفيئة، وقد أسهم هذا التحول في الاحترار بشبه القارة القطبية الجنوبية، والتبريد في شرق أنتاركتيكا، والتغيرات في توزيع الجليد البحري، وقد تضعف حركة جنوب شرق آسيا الوسطى.
أحداث القفل 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 الهواء الدافئ 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 الحراري
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، تنطوي على إمكانية إبطاء نشاطها في مجال المياه السطحية، إذ أن بطءاً في كثافة المياه السطحية سيقلل من النقل الحراري شمالاً، ويقلل جزئياً من الاحترار في المنطقة القطبية الشمالية، وإن كان من المحتمل أن يغير من أنماط المناخ والمستوى سطح البحر.
تدفق مياه المحيط إلى القطب الشمالي
تدفّق المياه في القطب الشمالي عبر مضيق الخريف وفتح بحر البارنتات بشكل كبير منذ التسعينات، ويساهم هذا التدفق الدافئ في تردد الجليد البحري من الأسفل ويؤخر التجميد في الخريف، كما أن مياه المحيط الهادئ التي تدخل عبر مضيق بيرنغ تدفّق، وتؤثر على منطقة بحر تشوكتشي، ومدى انتقال حرارة المحيط إلى القطب الشمالي مقابل الاستجابة لسقوط الجليد في الغلاف الجوي().
Permafrost and Carbon Cycle Feedbacks
"الحرب الغرامية" و "ثاو"
وتكاد تُبنى الأرض التي لا تزال مجمدة لمدة سنتين متتاليتين على الأقل، على ما يقرب من 24 في المائة من سطح الأرض في نصف الكرة الشمالي، وقد زادت سرعة تغيرات المناطق المحيطة بالمنطقة في سيبيريا وألاسكا والمنطقة القطبية الكندية، حيث تزيد درجة الحرارة عن درجتين من كليسوسوس في مواقع كثيرة، وتزيد سميك طبقة نشطة، وعمق الموانين الموسمية، في معظم مناطق البنية التحتية.
Carbon Release and Climate Feedback
(أ) مخازن البيرمفروست التي تبلغ مساحتها نحو 500 1 مليار طن متري من الكربون العضوي، أي ما يعادل ضعف الكمية الموجودة حالياً في الغلاف الجوي، وكما تشير تقديرات الاثورات المصغرة إلى أن ثاني أكسيد الكربون والميثان قد يُطلقان على نحو خاص، ويتوقف معدل وشكل إطلاق الكربون على ما إذا كان قد حدث في ظروف هروبية أو هوائية.
Abrupt Thaw and Landscape Change
إن المذابح الافتراضية ليست هي الشاغل الوحيد، إذ أن عمليات المذابح المفاجئة، مثل الأحياء الفقيرة المتخلفة، والتآكل الحراري، وتصريف البحيرات، يمكن أن تطلق الكربون بسرعة على فترات زمنية قصيرة، وهذه الأحداث المفاجئة غير ممثلة تمثيلاً كافياً في نماذج النظام الأرضي الحالية، مما يؤدي إلى عدم يقين كبير في التوقعات المستقبلية لدورة الكربون، ويزيد من توثيق الاستشعار عن بعد والدراسات الميدانية للطبيعة الواسعة النطاق للمعالم القطبية الشمالية.
مركب الثلج و مركب البحر
Greenland Ice Sheet Mass Loss
فقد فقدت صحيفة الجليد في 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 مياه الأمطار الجليدية كآلية للخسائر الجماعية السائدة، وأدى ظفر سطح الجليد من نمو الطحالب إلى زيادة تدهوره.
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 المحيط الحارة أرفف الجليد من الأسفل، مما يؤدي إلى ترفيعها من نقاط الصعود إلى الحدائق الجليدية، مما يقلل من سرعة تدفق الجليد.
القدرة على تحمل الجليد البحري
وتشير بعض التوقعات إلى أنه بمجرد انهيار رفوف الجليد، فإن المنحدرات الجليدية الطويلة التي تتعرض لها جبهة النحاس قد تصبح غير مستقرة آليا، 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، فإن ذلك أمر مكثف، ولكن إذا كان 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 إلى أكثر من 3.5 ملليمتر سنويا في العقد الماضي، وتسهم كل من صحائف الجليد القطبية والأنهار الجليدية خارج غرينلاند وأنتاركتيكا بنحو 1 ملليمتر سنويا 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، ففي القطب الشمالي، يحدد التوقيت الموسمي لتفكك الجليد تزهر في الربيع، الذي يشكل قاعدة شبكة الأغذية البحرية، ويحتمل أن يؤدي التفكك في وقت سابق إلى حدوث تضخم مع دورات حياة حيوانات البلاكتون والأسماك والطيور البحرية، كما أن الحد من الجليد في عدة سنوات يؤدي إلى الحد من الموئل.
التغيرات في النظام الإيكولوجي الأرضي
وعلى الأرض، تؤدي درجات الحرارة والثبات الدافئ إلى زيادة الشجيرات والأشجار إلى الشمال في مناطق التوندرا، وهي عملية معروفة بتخزين المنطقة القطبية الشمالية، ويغير هذا التغير النباتي الطلاء السطحي، وتوازن الطاقة، والموئل في الأحياء البرية، ويتأثر سكان الكاريبو والرنة بتغيرات في نوعية المسافات وإمكانية الوصول، كما أن الحركة الشمالية للأنواع الخبيثة تضيف إلى تركيبات الجديدة.
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 ارتفاع نمو الغطاء النباتي، وفي المناطق الساحلية، يؤدي تآكل المواد العضوية التي تُدفن في المحيط إلى ته.
المتاجر الإقليمية: القطب الشمالي مقابل أنتاركتيكا
الاختلافات الجغرافية الأساسية
إن القطب الشمالي محيط محاط بالقارات، بينما أنتاركتيكا قارة محاطة بالمحيطات، وهذا التناظر الجغرافي يؤثر تأثيرا عميقا على السلوك المناخي، ويسمح حوض القطب الشمالي/الثامن 17؛ ويسمح للحوض المحيط الأطلسي الدافئ بالاختراق العميق، بينما يمتد سطح القطب الجنوبي إلى 817؛ ويفتح المحيط ويعمق القطب القارة من المياه الحارة، وتحافظ صفائح الجليد القطبية على درجة حرارة أكبر وأسمكية أعلى.
اتجاهات الجليد في البحر المتردية
ويتناقض الانخفاض الطويل الأجل في الجليد البحري في القطب الشمالي مع الاتجاهات الأكثر تغيرا وتفاوتا على الصعيد الإقليمي في الجليد البحري في أنتاركتيكا، حيث بلغ الجليد البحري في أنتاركتيكا ارتفاعا قياسيا في عام 2014 قبل أن يتناقص بشكل مفاجئ في تسجيل انخفاضات منخفضة في الفترة 2016-2017، ثم في الفترة 2022-2023، ويرتبط هذا التباين بالتغيرات في حركة جنوب شرق المحيط، وبتراخيص المحيطات، وبتغيير العوامل الأساسية.
مختلف قوة العيون
وتمارس تغذية مرتدة بالثلج في القطب الشمالي بقوة بسبب المنطقة الجليدية الموسمية الواسعة ووجود أسطح محيطية مظلمة، وفي أنتاركتيكا، فإن الجليد الذي تُعده 817 1؛ ومساحة كبيرة من الطحالب محاطة بالمياه الباردة في المحيط، مما يجعل التغذية المرتدة باللبية أقل فعالية في نصف الكرة الجنوبي، وعلى العكس من ذلك، فإن تخزين الكربون في نصف الكرة الأرضية الشمالي هو منفرد.
التحديات الماثلة والقدرات الناشئة
الاستشعار عن بعد بواسطة السواتل
وتحتفظ محطة طيران السواتل التابعة لناسا/غودارد بسجلات ثلجية بحرية مستمرة من أجهزة الاستشعار الوصلية للموجات الدقيقة منذ عام 1979، وتعزز بعثات الرصد المشتركة بين الوكالة الدولية للطاقة الذرية واللجنة الدولية المعنية بسواتل الملاحة (ESAR#8217؛ وCryoSat-2) قياسات التأريخ في صحائف الجليدية وسمك الجليد البحري.
In Situ Monitoring Networks
وتوفر نظم المراقبة المستقلة ذاتيا، مثل ملامح ملوثة بالجليد، وشعارات المحيطات، والبوييات العائمة، بيانات سطحية حرجة في البيئات القطبية النائية، وقد أدى المرصد العائم المتعدد التخصصات لدراسة المناخ في القطب الشمالي، الذي دام عاما ينجرف مع الجليد البحري في القطب الشمالي، إلى ظهور بصيرة لم يسبق لها مثيل في شبكة البحث في مجال الغلاف الجوي والمحيطات الطويلة.
النماذج والتحديات الافتراضية
ولا تزال نماذج المناخ تتحسن ولكن تكافح مع بعض العمليات القطبية، إذ أن استهلال سميك الجليد في البحر، والتغذية المرتدة، وديناميات الكربون في قاع البحار ما زالت مصادر لعدم اليقين، فتمثيل دوامة القطب في الغلاف الجوي المتطايري وتأثيرها على الطقس السطحي يشكل تحدياً خاصاً للتنبؤ الموسمي.
الآثار الاجتماعية والجيسياسية
البنية التحتية والتكيف المجتمعي
إن تآكل السواحل الذي يتسارع بفعل فقدان الجليد البحري وثبات البرمفروست يهدد العديد من المجتمعات المحلية في المنطقة القطبية الشمالية، وتستلزم جهود إعادة التوزيع، مثل الحركة المخطط لها للشيشمروف، ألاسكا، تحديات اجتماعية وقانونية ولوجستية معقدة، وتحتاج الهياكل الأساسية القائمة على البرموفر، بما في ذلك الطرق، وخطوط الأنابيب، والمباني، إلى الصيانة وإعادة التصميم بتكلفة باهظة تحتها.
الوصول إلى 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 السكان الأصليين تحديا رئيسيا في مجال الإدارة.
التوترات الجغرافية السياسية والتعاون
وقد يسر مجلس القطب الشمالي، وهو المحفل الحكومي الدولي الرئيسي للتعاون في منطقة القطب الشمالي، التعاون العلمي وتنسيق السياسات، غير أن التوترات الجغرافية السياسية، بما فيها التوترات الناشئة عن الحرب في أوكرانيا والمنافسة الاستراتيجية في منطقة القطب الشمالي، قد دربت بعض الآليات التعاونية، وتتطلب المسائل الناشئة مثل إدارة مصائد الأسماك في منطقة القطب الشمالي الوسطى وأنظمة التعدين في أعماق البحار حوارا دوليا متواصلا.
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، يمكن أن يستمر الجليد الصيفي في نهاية القرن، ومن المتوقع أن تستمر الخسائر الجماعية في الغطاء الجليدي في غرينلاند، مما يسهم في ارتفاع مستوى سطح البحر بنسبة تتراوح بين 10 و 20 في المائة بحلول عام 2100 في ظل توقعات معتدلة من عدم اليقين.
نقاط الانطلاق والقابلية للتنويع
وهناك عدة عناصر مناخية شاسعة تُظهر سلوكاً عتباتياً يمكن أن يؤدي إلى تغيير لا رجعة فيه، وقد يكون فقدان الجليد البحري المتعدد السنوات في القطب الشمالي أمراً لا رجعة فيه على نطاق زمني بشري، حيث أن قفل الردود المرتدة من الجليد في البقعة الجليدية في الماشية المستمرة، وقد يكون معتكف الثلجي في قطاع بحر أموندسن قد تجاوز بالفعل نقطة انطلاق، مع استمرار الانكماش الكربوني في المستقبل.
منظمة " فرانسيس "
وتشمل أولويات البحث الرئيسية تحسين تمثيل عمليات الغيوم والهيروسول في النماذج القطبية، وتحديد كمية دور النقل الحراري للمحيطات في الذراع الجليدي، ووضع نظم للإنذار المبكر لنقاط التصفيق، وإدماج منظورات العلوم الاجتماعية في التخطيط للتكيف، كما أن شبكات المراقبة المستدامة، والبعثات الساتلية المستمرة، وجهود النماذج التعاونية ضرورية 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 البحر العالمي، والأنماط الجوية، والنظم الإيكولوجية، بينما تتفاعل المناطق القطبية بدرجة أكبر وأقل استجابة للاحترار، فإنها تُحدِّد احتمالات حدوث تغير كبير لا رجعة فيه على مدى الزمن().