ارتفاع مستوى سطح البحر وآثاره على أنماط دورة المحيطات

إن ارتفاع مستوى سطح البحر هو أحد النتائج المترتبة على كوكب محترق، وإعادة تشكيل السواحل وتغيير الديناميات الأساسية لمحيطات العالم، وفي حين أن التأثيرات المباشرة على المجتمعات والهياكل الأساسية الساحلية كثيرا ما تهيمن على الاهتمام العام، فإن الآثار على أنماط تداول المحيطات تمثل نتيجة عميقة وأقل وضوحا، إذ إن حركة المحيطات على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم هي المحرك الذي يدفع المناخ ويوزع الحرارة ويدعم الأنماط البيئية المتزايدة في المستقبل.

سائقي صوم من مستوى البحر

وينشأ ارتفاع مستوى سطح البحر الحديث عن آليتين رئيسيتين، ترتبطان مباشرة بالاحترار العالمي، الأول هو التوسع الحراري: حيث أن مياه البحر تستوعب الحرارة من الغلاف الجوي، أصبحت جزيئاتها أكثر نشاطا وتفتت، مما يتسبب في توسع عمود المياه، ومنذ منتصف القرن العشرين، شكل التوسع الحراري نحو 40 إلى 50 في المائة من ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي الملحوظ.

وبالإضافة إلى هذه العوامل الرئيسية، يسهم استخراج المياه الجوفية وهبوط الأراضي أيضا في حدوث تغيرات نسبية في مستوى سطح البحر في مناطق محددة، كما أن الأنشطة البشرية مثل بناء السدود وضخ المياه الجوفية لتغيير تسليم الرواسب وارتفاع مستوى الأراضي، مما يزيد من تفاقم مخاطر الفيضانات المحلية، وبالإضافة إلى ذلك، فإن إنصهار الغدد الجبلية في جميع أنحاء العالم يضيف إلى تدفق المياه العذبة، مما يزيد من تكثيف الارتفاع.

وتؤدي الاختلافات الإقليمية دورا حاسما أيضا، إذ أن عوامل مثل التغيرات في أنماط الرياح، والملوحة في المحيطات، والآثار الجاذبية الناجمة عن فقدان الكتلة الجليدية تتسبب في ارتفاع مستوى سطح البحر إلى مستويات غير متساوية في جميع أنحاء العالم، مثل فقدان الكتلة الجليدية في غرينلاند يقلل من سحب المياه الجاذبية، مما يتسبب في انخفاض مستويات مياه البحر القريبة انخفاضا طفيفا، بل وفي بعض المناطق، مثل غرب المحيط الهادئ ومتوسط حركة السفن في الشرق.

أساسيات دائرة المحيطات

إن تداول المحيطات يقوده مزيج من القوى الريحية السطحية ودرجات الكثافة داخل المحيط، التيارات ذات التوجهات الرياح، مثل موجة الخليج في المحيط الأطلسي وتيار كوروشيو في المحيط الهادئ، ونقل أعمدة المياه الدافئ وعمود المياه الباردة، والأنماط الجوية المؤثرة والمناخ الإقليمي، وهذه التيارات السطحية عادة ما تقتصر على التغيرات في المحيط والمستقبل.

وفوق السطح، فإن تداول حراري أو حزام النقل العالمي - يخضع لاختلافات في كثافة المياه، التي تعتمد على درجة الحرارة )الطبيعية( والملوحة )المحل( - والماء الملوث والملح هو الكثافة والبالوعة في مناطق معينة مثل شمال الأطلسي وحول أنتاركتيكا، مما يؤدي إلى عودة عميقة لتدفقات المياه عبر أحواض المحيط، حيث يرتفع في نهاية المطاف في مناطق حرارة المحيط.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن السمات الأصغر حجما مثل الدروع والتيار الحدودي والمناطق المرتفعة تساهم في تعقيد تداول المحيطات وتأثيرها على المناخ الإقليمي، وهذه العمليات الدينامية تؤثر على نقل العناصر الحرارية والبيجية الحيوية، مما يرسم صورة البيئات البحرية المحلية ومصائد الأسماك.

كيف يؤثر ارتفاع مستوى سطح البحر على دائرة المحيطات

تغيرات الكثافة وزيادة التقويم

إن تدفق المياه العذبة من صحائف الجليد والجليد يخفض ملوحة سطح الأرض في المناطق الحرجة، ولا سيما في شمال الأطلسي والمحيط الجنوبي، ويقل كثافة المياه العذبة، مما يعوق غرق المياه السطحية - وهو المحرك الرئيسي لتداول حرارة الحرارة، وفي نفس الوقت، تؤدي درجات الحرارة السطحية المتزايدة إلى الحد من كثافة المياه، أو زيادة التكدس، أو تعزيز طبقة المياه.

وتشير البيانات ونماذج المناخ الملاحظة إلى أن دائرة التقلبات الرحيمية في المحيط الأطلسي، وهي عنصر حيوي من عناصر حركة حرارة الأنقاض العالمية، قد أضعف بنسبة 15 في المائة تقريبا منذ منتصف القرن العشرين، وهذا الضعف يرتبط بتجديد المياه السطحية وتسخينها، مما يعطل عملية الغرق التي تحركها الكثافة، وتبرز أنماط مماثلة في المحيط الجنوبي حيث يؤثر التجديد في المياه المميتة في عمق التكوين.

Altered Gulf Stream Dynamics

كما أن ارتفاع مستوى سطح البحر يؤثر على تيارات الحدود مثل خط الخليج بطرق بدنية أكثر مباشرة، وتتدفقات خط الخليج على طول الساحل الشرقي للولايات المتحدة قبل أن تتجه شمال شرق أوروبا، التي يحدها الجرف القاري والجغرافيا لقاع البحار، ومع ارتفاع مستويات البحر وغرق الجرف القاري، فإن هذه القيود الطبوغرافية تضعف، مما قد يسمح لخط الخليج بالتحول إلى موقع أو تباطؤ.

ويمكن أن تؤدي التغيرات في قوة وطريق الخليج إلى نتائج هامة بالنسبة للمناخ الإقليمي، وعلى سبيل المثال، يمكن أن يؤدي التباطؤ إلى الحد من النقل الحر إلى شمال أوروبا، مما قد يؤدي إلى تهدئة الشتاء على الرغم من الاحترار العالمي، وعلى امتداد الساحل الشرقي للولايات المتحدة، قد يسمح وضعف خط الخليج بتجميع مياه البحر بالقرب من الشاطئ، مما يسهم في ارتفاع معدلات ارتفاع مستوى البحر المحلي وزيادة مخاطر الفيضانات أثناء تغير درجات الحرارة البحرية.

ناتج المياه العذبة وآثارها على جنوب المحيط

إن إن إنصهار رفوف الجليد في أنتاركتيكا يُدخل كميات كبيرة من المياه العذبة إلى طبقات سطح المحيط الجنوبي، وهذا التنظيف يقلل من تكوين مياه القوس القطبية الجنوبية، وهي الكتلة المائية الباردة والكثيفة التي تغرق وتشكل أعمق أطراف التداول العالمي المتدفق، ويؤدي انخفاض تشكيلة الأسلحة الصغيرة إلى تقليل تجديد المحيطات، وربما إلى إبطاء الخلية الدنيا للنقل العالمي.

وقد وثقت الملاحظات التي أُبديت على مدى العقود الأخيرة أن المجلس أصبح أكثر دفئاً ودفئاً، إلى جانب انخفاض واضح في حجمه، مما يضعف قدرة المحيط الجنوبي على استيعاب الحرارة الجوية وثاني أكسيد الكربون، مما يقوض آلية تغذية سلبية حاسمة تخفف من الاحترار العالمي، وعلاوة على ذلك، يمكن أن يؤثر التكوين المتغير للمياه العميقة على دورات المغذيات العالمية للمحيطات، مما يؤثر على النظم الإيكولوجية في جميع أنحاء العالم.

التعديلات الجيوغرافية والطرق الحالية

كما أن تغيرات مستوى سطح البحر تعدل مستويات الضغط التي تدفع تيارات الأرض - الجارية التي تنشأ عن التوازن بين قوة كوريوليس والفروق في الضغط الأفقي في المحيط، ويمكن أن يؤدي ارتفاع سطح البحر في بعض المناطق، إلى جانب كثافة المياه المتغيرة، إلى تغيير مستويات الضغط هذه وبالتالي إلى مسارات التيارات الرئيسية.

تشير نماذج المناخ إلى أن الطاقة دون المدارية في المحيطين الأطلسي والمحيط الهادئ تتوسع وتتحول إلى القطب استجابة للاحترار، وتؤثر هذه التحولات على توزيع وكثافة الموجات الحرارية البحرية، وتعطل النقل المغذي، ويمكن أن تغير نظم التربوية التي تحافظ على بعض مصائد الأسماك الأكثر إنتاجية في العالم، مثل تلك التي تقع قبالة سواحل كاليفورنيا وبيرو وغرب أفريقيا.

الآثار الإقليمية لتغيرات الدائرة

دائرة الإطاحة بالرجولة في المحيط الأطلسي

وربما يكون نظام إموموك هو أكثر نظام التداول دراسة متأثر بارتفاع مستوى سطح البحر والاحترار، وهو ينقل المياه السطحية الدافئــة شمالا في المحيط الأطلسي حيث تبرد وتزيد الكثافة وتغرق وتعود جنوبا على عمقها، وتخفض مدخلات المياه العذبة والاحترار في شمال الأطلسي كثافة المياه السطحية، وتضعف عملية الغرق هذه، وبالتالي قوة المنظمة البحرية الدولية.

ويمكن أن تترتب على استمرار ضعف لجنة الرصد البحرية عواقب إقليمية وعالمية عميقة، وقد تشهد أوروبا شتاء أكثر برودة على الرغم من ارتفاع درجة الحرارة العالمية، في حين يمكن للمناطق الاستوائية أن تصبح أكثر دفئا، وعلاوة على ذلك، فإن ضعف لجنة الرصد البحرية يسمح بارتفاع مستويات البحر بسرعة أكبر على طول الساحل الشرقي للولايات المتحدة، لأن انخفاض قوة خط الخليج يقلل من قدرتها على دفع المياه بعيدا عن الساحل، مما يؤدي إلى ظهور حلقة تفاعلية تعزز فيها الآثار المناخية على سطح البحر.

المحيط الهادئ والنينيو - جنوب المحيط الأطلسي

إن ارتفاع مستوى سطح البحر في المحيط الهادئ يؤثر على ظاهرة النينيو - التذبذب الجنوبي، والأسلوب المهيمن للتقلبات المناخية التي تدوم كل سنتين، وقد تؤدي درجات الحرارة السطحية في البحر المشتعلة والتغيرات في عمق حرائق المياه إلى تغيير تواتر أحداث النينيو ولانينا وكثافتها ومدتها، وهي ظواهر تؤثر تأثيرا كبيرا على أنماط الطقس العالمية، بما في ذلك توزيع الأمطار والجفاف والعواصف.

وقد يؤدي التباطؤ في تداول منطقة المحيط الهادئ إلى أحداث أقوى أو أكثر تواتراً للنينيو، مما يؤدي إلى حدوث أمطار ثقيلة في أجزاء من الأمريكتين ويتسبب في حالات الجفاف في جنوب شرق آسيا وأستراليا، وتؤثر هذه التغييرات على الإنتاج الغذائي العالمي، وتوافر المياه، وإدارة مخاطر الكوارث، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للتداول المتغير أن يؤثر على التنوع البيولوجي البحري ومصائد الأسماك، مع آثار مسببة للاحتراق في الاقتصادات الساحلية.

الديناميات البحرية والمونسونية للمحيط الهندي

إن المحيط الهندي يدفأ بسرعة، ويزيد مستوى سطح البحر من هذا الاحترار بتغيير أنماط التداول في المنطقة، وتتفاعل هذه التغيرات مع ظواهر مثل ديبلوم المحيط الهندي ونظام مونسون جنوب آسيا، الذي يعتمد عليه بلايين الناس في الزراعة وإمدادات المياه.

إن المياه السطحية المتدفقة والدفأة تثبط ترتفعات السواحل على طول مناطق مثل الصومال وعمان، مما يقلل من توافر المغذيات ويؤثر على مصائد الأسماك، كما أن تداول المحيطات المتغير يؤثر على النقل الرطوبة والارتقاء الجوي، مما قد يغير توقيت الأمطار الموسمية وكثافتها، ويمكن أن تؤدي هذه التحولات إلى الجفاف أو الفيضانات، ويتحدى الأمن الغذائي والاستقرار الاقتصادي في جميع أنحاء جنوب آسيا وشرق أفريقيا.

آثار المناخ والنظم الإيكولوجية

Climate Feedbacks Amplifying Global Warming

وعندما يضعف تداول المحيطات، تتناقص قدرة المحيط على امتصاص الحرارة وثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، مما يخلق حلقة إيجابية من التغذية المرتدة: إذ لا يزال المزيد من الحرارة وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، ويزيد من درجات الحرارة العالمية ويعجل بالهبوط الجليدي، مما يعطل بدوره التداول أكثر.

فالمحيط يستوعب حالياً نحو 25 في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون التي يتسبب فيها الإنسان وأكثر من 90 في المائة من الحرارة الزائدة عن الاحترار العالمي، ويمكن أن يؤدي التباطؤ في التداول إلى خفض معدلات الاستيعاب هذه، والتعجيل بالاحترار الجوي، وجعل أهداف المناخ الدولية أكثر صعوبة في تحقيقها، وهذه الحلقة المرتدة تؤكد الدور الحاسم للمحيطات في تنظيم المناخ والمخاطر التي يشكلها تعطيلها.

Disruption of Marine Ecosystems and Fisheries

وتحدد أنماط تداول المحيطات توزيع المغذيات والفولطون وهيكل الشبكات الغذائية البحرية، ويمكن أن تؤدي التغييرات في كثافة المساكن والحدود الحالية إلى تحويل النطاقات الجغرافية للأرصدة السمكية، مما يدفعها في كثير من الأحيان إلى خطوط العرض الأعلى، وتشكل هذه التحولات تحديات كبيرة لإدارة مصائد الأسماك والأمن الغذائي، ولا سيما بالنسبة للبلدان النامية التي تعتمد اعتمادا كبيرا على مصائد الأسماك الساحلية بالنسبة للبروتين.

وعلاوة على ذلك، يؤثر التداول المتغير على نقل الأوكسجين، الذي يحتمل أن يتوسع في المناطق الدنيا للأكسجين - " المناطق الميتة " التي تكافح فيها الحياة البحرية من أجل البقاء، وتواجه الشعاب المرجانية، التي سبق أن أكدتها الاحترار وتحمض المحيطات، تحديات إضافية من التغيرات في الأنماط الحالية التي تقلل من انتشار الزهريات والوصلات، وتعرقل الانتعاش بعد أحداث التبيض.

ألف - الآثار الساحلية المضللة والمخاطر الناجمة عن الفيضانات

كما أن التغيرات في تداول المحيطات تزيد من ارتفاع مستوى سطح البحر المحلي إلى ما بعد المتوسط العالمي، مثلا، حيث تنقل التواريخ المياه الدافئـة على خط ساحلي، مثل طول شمال شرق الولايات المتحدة، يمكن أن ترتفع مستويات البحر بسرعة أكبر من غيرها، حيث أن ذلك يؤدي، بالاقتران مع موجات العواصف والجزر المرتفعة، إلى زيادة مخاطر الفيضانات في المدن والهياكل الأساسية الساحلية.

وتُلاحظ آثار مضاعفة مماثلة على طول ساحل الخليج بالولايات المتحدة وفي المناطق الكثيفة السكان في جنوب شرق آسيا، وهنا، فإن أنماط التداول الضعيفة تسمح بتجميع المياه الدافئة بالقرب من الشاطئ، مما يزيد من تفاقم التحصين الساحلي، ويتطلب الإعداد لهذه التغييرات الدينامية والمتغيرة إقليميا الإسقاطات المحلية التي تتضمن تغيرات في التيارات البحرية وآثار المناخ.

التوقعات المستقبلية وحالات عدم اليقين

أما مشروع نماذج المناخ الذي يمكن أن تضعفه لجنة الرصد والتحقق والتفتيش في ظل سيناريوهات عالية الانبعاثات بنسبة تتراوح بين 30 و 50 في المائة بحلول عام 2100، غير أنه لا يزال هناك قدر كبير من عدم اليقين بشأن نقاط التصفيق التي قد تنهار فيها لجنة الرصد والتحقق والتفتيش كليا، وفي حين يعتبر وقفا كاملا غير محتمل في هذا القرن تحت درجة حرارة متوسطة، فإنه لا يمكن استبعاده في إطار سيناريوهات دفء أعلى أو على فترات زمنية أطول.

كما أن رد تداول المحيط الجنوبي الذي يقلب مساره غير مؤكد، حيث تظهر نماذج مجموعة من النتائج حسب معدل الذراع الجليدي، ومدخلات المياه العذبة، والتسخير الجوي، وتبرز أوجه عدم اليقين هذه ضرورة تحسين فهم ورصد عمليات المحيطات.

إن تحسين تمثيل عمليات المحيطات في نماذج المناخ - ولا سيما التفاعلات بين ارتفاع مستوى سطح البحر، ومدخلات المياه العذبة، وتداول الكثافة - لا يزال يمثل أولوية بالنسبة للباحثين في جميع أنحاء العالم، فبعثات السواتل مثل GRACE-FO التابعة للرابطة، التي تقيس التغيرات في الكتلة الجليدية، وSenstinel-6 Michael Freilich، التي ترصد ارتفاع سطح البحر، توفر بيانات حرجة للتحقق من أدوات الرصد النموذجية وتحسينها.

خاتمة

إن ارتفاع مستوى سطح البحر ليس ظاهرة موحدة وسارية، بل إنه يعيد تشكيل هيكل كثافة المحيطات، ويغير مستويات الضغط التي تدفع تيارات، ويعود إلى النظام المناخي بطرق معقدة لا بد من فهمها تماما، ويمثل التفاعل بين ارتفاع البحار والأنماط المتغيرة للتداول أحد أهم جوانب علوم المناخ وتداخلها.

إن فهم هذه الروابط أمر حيوي للتنبؤ بالمسارات المناخية في المستقبل، وإدارة الموارد البحرية، وحماية المجتمعات الساحلية الضعيفة، وبما أن مستويات البحر لا تزال ترتفع، فإن تداول المحيطات سيستجيب - وستساعد هذه الاستجابات على تحديد مسار مناخ الكوكب لقرون قادمة.

NASA Vital Signs: Sea Level] - Track global sea level changes and their drivers.