Understanding the Geographic Extent and Defining Features of Polar Climates

وتشغل المناخات القطبية بعض أكثر البيئات تطرفاً في الأرض، وتتميز باستمرار التهطال البارد والحد الأدنى، وسلسلة من دورات الضوء الموسمية الفريدة، حيث تدور هذه المناطق حول القطب الشمالي والجنوبي، وتؤثر تأثيراً قوياً على أنماط الطقس العالمية، وتيار المحيطات، ومستويات البحر، ونظراً لحساسيتها إزاء التحولات في درجات الحرارة، فإن المناطق القطبية تشكل مؤشرات مبكرة لتغير المناخ، ومن الضروري أن يتعرف العلماء في المستقبل على توزيعهم الجغرافي وعلى اختلافاتهم الداخلية.

وتندرج المناخات القطبية في إطار تصنيف المناخ في كوبن على أنه نوع من أنواع التونة (التوندرا) و(خ) (قبعة القمح) ويحدّد الحدّ بين هذه الأنواع الفرعية بمتوسط درجة الحرارة في أدفأ شهر: صفر درجة مئوية (32 درجة ف) بالنسبة لرأس الجليد مقابل درجة حرارة أعلى من 0oس، ولكن نادراً ما يتجاوز 10 درجات مئوية بالنسبة للتوندرا، ويساعد هذا الإطار الباحثين على رسم خرائط ومقارنة الظروف عبر خطوط العرض العالية.

Global Distribution of Polar Climates

إن القطبين الرئيسيين - القطب الشمالي والقطب الجنوبي - يتفاوتان جغرافيا، وإن كانا يتقاسمان صفات مناخية أساسية، ومنطقة القطب الشمالي محيط بالقارات، بينما أنتاركتيكا هي أرض قارية تغطيها صحيفة جليدية سميكة، وهذه الاختلافات تنتج أنماطا مناخية متميزة داخل كل منطقة.

منطقة القطب الشمالي

وتمتد المنطقة القطبية الشمالية إلى أقصى المناطق الشمالية من أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا، وتشمل المحيط القطبي وبحاره المحيطة، والأفران الشمالية من كندا، وألاسكا (الولايات المتحدة)، وروسيا، وغرينلاند (الدانمرك)، والنرويج، والسويد، وفنلندا، وأيسلندا، وتمتد دائرة القطب الشمالي (66.5 درجة شمالا) إلى الحدود التي يمكن أن تظل فيها الشمس دون الأفق 24 ساعة في الشتاء والقاري.

ويواجه معظم مناخ التونة في القطب الشمالي، مع وجود نباتات منخفضة النمو وثباتات في البرمفروست، حيث تراوحت أدفأ متوسطات الشهر بين 0oس و10 درجات مئوية، مما يتيح موسماً متنامياً قصيراً، ويصنف شمالاً ووسط المحيط القطبي والقبعة الجليدية في غرينلاند على أنها مناخ من الجليد، حيث تحافظ درجات الحرارة المتجمدة على الغطاء الجليدي الدائم.

منطقة أنتاركتيكا

إن أنتاركتيكا هي أبرد قارة وهى قارة، ويهيمن عليها مناخها شلن المحيط الجنوبي الشرقي، وأكبر كتلة جليدية على الأرض، وصحيفة الجليد في غرب أنتاركتيكا، التي هي أكثر عرضة للاحترار، وتحاصر القارة القطبية الجنوبية، التي تؤدي دورا حاسما في قيادة حركة المحيطات العالمية، وخلافا للقطب القطبي، فإن القارة القطبية الجنوبية معزولة عن سائر كتل الأرض، مما يجعلها مناخا قاريا أكثر تطرفا.

ومعظم القارة القطبية الجنوبية هي سقف الجليد، حيث يتراوح متوسط درجات الحرارة السنوية بين - ١٠ درجات مئوية على الساحل و - ٦٠ درجة مئوية في المرتفعات الداخلية، وشبه الجزيرة القطبية الجنوبية، التي تمتد نحو أمريكا الجنوبية، لديها مناخ توندرا على طول ساحلها الغربي، وتضاعف ارتفاع القارة )٥٠٠ ٢ متر في المتوسط( قوتها الباردة، ويمكن أن تصل الرياح القاتبية إلى قوة الأعاصير.

المناطق الفرعية والمناطق المحيطة

وتوجد، فيما وراء المناطق القطبية الأساسية، مناخات انتقالية، حيث توجد مناطق دون إقليمية (Dfc, Dfd) إلى جنوب توندرا القطبية الشمالية، صيفية أطول، ولكن لا تزال شتاء قاسية، وفي نصف الكرة الجنوبي، تعاني الجزر دون القطبية (مثلا، جنوب جورجيا، كيرغيلين) من مناخات محيطية باردة ذات تهطال شديد.

Defining Characteristics of Polar Climates

وعلى الرغم من التباينات، فإن جميع المناخات القطبية تتقاسم الخصائص المادية الأساسية التي تميزها عن المناطق المعتدلة والمناطق المدارية.

نظام درجات الحرارة

ومتوسط درجات الحرارة السنوية في المناطق القطبية أقل من التجميد، ففي القطب الشمالي، يمكن أن تنخفض درجات الحرارة الشتوية إلى -40 درجة مئوية أو أقل في المناطق الداخلية القارية؛ وتعاني المناطق الساحلية من مياه المحيطات بدرجة طفيفة، وتسجل القارة القطبية الجنوبية سجلاً لدرجات الحرارة السطحية الدنيا المسجلة على الإطلاق: 89.2 درجة مئوية (18.6 درجة مئوية) في محطة فوستوك الروسية، ولا يتجاوز أدف شهر في مناخ الجليد درجة حرارة صيفية صفراً.

التهطال وغطاء الجليد

والمناخ القطبي هو جافة جداً ]، وكثيراً ما تصنف كصحاري قطبية، وتقل مجاميع التهطال السنوية في القطب الشمالي عن 250 مم، بل وتحصل أقل في المناطق القطبية الجنوبية الشرقية من القارة القطبية الجنوبية على أقل من 50 ملم من مكافئات المياه سنوياً، وأغلبها ينخفض كثلج، وإن كانت المناطق الساحلية قد تمر أحياناً بأمطار صيفي.

مواد خفيفة وثابتة

وتعاني المناطق القطبية من تفاوتات موسمية هائلة في ضوء النهار، ففوق دائرتي القطب الشمالي والجنوبي، لا ترتفع الشمس لأسابيع أو أشهر خلال الشتاء (الليلة القطبية) ولا تغرب خلال الصيف (الشمس منتصف الليل)، وتؤثر هذه الدورة الخفيفة الشديدة تأثيرا عميقا على الإيقاعات البيولوجية، والتصوير الضوئي، وميزانيات الطاقة السطحية، وتتيح ليلة الشتاء الطويلة التبريد الإشعاعي المكثف، بينما توفر الشمس الصيفية المستمرة الطاقة للنشاط البيولوجي المحدود.

النظم الريحية والثرية

إن الرياح القوية شائعة، لا سيما في أنتاركتيكا، حيث يمكن أن تؤدي الرياح القاتمة - التي تحركها الجاذبية - إلى هبوط الهواء البارد من الكان الداخلي المرتفع إلى ما يزيد على 200 كيلومتر/ساعة بالقرب من الساحل، وفي القطب الشمالي، يمكن للعواصف العاصفية من شمال الأطلسي أن تجلب هواء ملدر وتهطالا إلى أيسلندا وسكاندينافيا، بينما لا تزال المياه الداخلية مستقرة وباردة.

Variations within Polar Climates

وعلى الرغم من أن المناخ القطبي كثيرا ما يُعامل على أنه موحّد، فإن هناك تفاوتات كبيرة على الصعيدين المحلي والإقليمي بسبب الجغرافيا، والأطبوغرافيا، وتأثير المحيطات.

Coastal vs. Inland Contrasts

وتدار المناطق الساحلية في المنطقتين القطبيتين بمياه محيطية أكثر دفئا نسبيا، فسحل القطب الشمالي في النرويج، على سبيل المثال، له درجة حرارة متوسطها في كانون الثاني/يناير نحو - 2 درجة مئوية إلى - 5 درجات مئوية، وهي أكثر ميلا من المناطق الداخلية في سيبيريا، حيث يوجد زهاء 30 درجة مئوية، وبالمثل، فإن ساحل شبه القارة القطبية القطبية الجنوبية أقل حدة من الهضبة الداخلية.

المناطق الداخلية، بعيداً عن التأثير البحري، التجربة ] المناخ القطبي للقارات مع ارتفاع درجات الحرارة القصوى، وانخفاض التهطال، وثبات الجليد الأكثر استقراراً، تمثل المناطق الداخلية من غرينلاند وشرق أنتاركتيكا أكثر الظروف تطرفاً في سقف الجليد.

الملاحة البحرية ضد التأثيرات القارية

إن هذا الازدهار هو مكان بارز في المنطقة القطبية الشمالية، فالماء المفتوح للمحيط القطبي، حتى عندما يغطى جزئيا بالجليد، يوفر مصدر حرارة ورطوبة، فالمناطق التي يوجد فيها الجليد البحري الموسمي )مثل خليج هدسون وبحر بيرنغ( لها تأثير بحري في الصيف والخريف، وعلى النقيض من ذلك، فإن الحدود الداخلية للعمود القطبي أو السيبيريا تتزامن تماما مع البرد في الشتاء، وهو أدفأد قليلا في الصيف.

آثار الارتفاع

وفي المناطق الجبلية مثل هيمالايا، وآنديز، ومونت كيليمنجارو، يمكن أن ينتج ارتفاع مرتفع من المناخات الشبيهة بالأعماق حتى بالقرب من خط الاستواء، وهذه alpine أو مرتفعات المناخ (Köppen EH) تتقاسم خصائصها القديمة، وتغطية الثلج، وضغوط الرياح الشديدة، ولكن تختلف في الإشعاعات الشمسية.

الاختلافات بين المناخات القطبية الشمالية ومناخ القطب الجنوبي

وعلى الرغم من أن القطب الشمالي والجنوبي يبرزان اختلافات ملحوظة، فإن الجليد البحري في المحيط القطبي الشمالي ومساحات الأراضي المحيطة به يخلقان مناخا أقل تطرفا من مناخ قارة أنتاركتيكا المعزولة ذات الارتفاع العالي، حيث أن درجات الحرارة في المنطقة القطبية الشمالية يمكن أن ترتفع فوق البر، مما يتيح نباتات التوندرا، بينما لا تزال معظم القطب الجنوبي تحت الأرض المتجمدة، كما أن القطب الجنوبي لديه ثقب أقوى في الأوزون، مما يؤثر على الإشعاع فوق سطح الغلاف الجوي العلوي وعلى الديموسفير.

Microclimates and Local Anomalies

ففي المناطق القطبية، يمكن أن تخلق الطبقات الجغرافية المحلية ميكروسمات، وعلى سبيل المثال، فإن الوديان الجافة في أنتاركتيكا (مثل وادي ماكموردو الجافة) لا تحصل على أي ثلوج أو سمة معرضة للروك، خلافاً للثلج المحيط، وتوقعات المناطق الساحلية المتعددة النواحي من المياه المفتوحة التي تحيط بالدفء المتجمد من الجليد، وتجتذب الحياة البحرية.

Ecological Adaptations to Polar Climates

وقد تطورت الحياة في المناطق القطبية من عمليات تكييف ملحوظة من أجل البقاء على قيد الحياة، والبرد الشديد، والحرمان من الضوء الموسمي، ويتجلى توزيع الأنواع بصورة مباشرة في التباينات المناخية المبينة أعلاه.

(أ) تشمل النباتات النباتية () الشجيرات المنخفضة، والأعشاب، والأساليب، والليشن، وتنمو النباتات بالقرب من الأرض لتجنب الرياح، وتمتلك خنازير مظلمة لاستيعاب الإشعاع الشمسي، وتتكاثر بسرعة خلال الصيف القصير، وتشمل الحياة الحيوانية الدببة القطبية، والفيوران القطبية، والأختام، والبوام (ألف).

إن السكان البشريون متفشيون، إذ أن الشعوب الأصلية في القطب الشمالي (إنويت ويوبيك وسامي ونينيتز) عاشت بشكل مستدام لألفين من السنين مع المعارف التقليدية للجليد والطقس، كما أن المحطات العلمية الحديثة في القطبين تدعم البحوث، ولكنها تحتاج إلى دعم لوجستي واسع النطاق، ولا يوجد سكان دائمون داخل القطب الجنوبي.

The Role of Polar Climates in Global Climate Systems

والمناطق القطبية ليست منعزلة - فهي جزء لا يتجزأ من نظام المناخ في الأرض، حيث أن ثلجها وثلوجها يعكسان ما يصل إلى 80 في المائة من الإشعاع الشمسي (أثر البطن) مما يساعد على إبقاء الكوكب بارداً، حيث تستوعب المذيبات الجليدية، والمحيطات المظلمة، والأسطح البرية درجة حرارة أكبر، مما يخلق تغذية مرتدة إيجابية تضاعف الاحترار، وهذا [الحجم القطبي: 1] هو أكثر الآليات الهامة.

كما تنظم المناطق القطبية التيارات البحرية، حيث إن تكوين المياه الكثيفة والباردة والملحة في شمال الأطلسي وحول أنتاركتيكا يحرك التداول الحراري العالمي الذي يوزع الحرارة والمغذيات في جميع أنحاء العالم، ويضيف الغطاء الجليدي المياه العذبة، ويحتمل أن يعطل هذا التداول، كما أن الكم الهائل من الكربون العضوي يخزن، كما ينشر السائل الميثان وثاني أكسيد الكربون، ويعجل بتغير المناخ.

Impacts of Climate Change on Polar Regions

إن تغير المناخ يتحول إلى مناخات القطبية بسرعة مخيفة، وهذه النتائج بعيدة المدى.

درجة الحرارة وفقدان الجليد

وقد ارتفعت درجات حرارة القطب الشمالي بنحو ٢-٣ درجة مئوية منذ أوائل القرن العشرين، حيث ازداد دفء الشتاء بدرجة أكبر، وانخفض حجم الجليد البحري بنسبة تقارب ٤٠ في المائة في الصيف منذ بدء سجلات السواتل في عام ١٩٧٩، وتفقد صحيفة الجليد في غرينلاند الكتلة بمعدل متسارع، مما يسهم في ارتفاع مستوى البحر العالمي، وفي أنتاركتيكا، تتباين الحالة: حيث إن شرق القارة القطبية الجنوبية مستقر نسبيا، ولكن مياه غرب أنتاركتيكا وشبه القطبية الجنوبية تفقد الجليد بسرعة.

انحراف النظام الإيكولوجي

ودرجات الحرارة الملاحية تسمح للشرائح بالتوسع إلى التوندرا وتغيير الموائل لكاربو والليمون وطيور التغرير، وتواجه الدببة القطبية مواسماً أطول خالية من الجليد، وتخفض من مساحات الصيد فيها، وفي المحيط الجنوبي، يتناقص عدد السكان الكريلين - الذين يتجهون إلى شبكة الأغذية ويب، مع انخفاض الجليد البحري.

الآثار العالمية

إن ثلج القطبي المسبب للهبوط هو أكبر مساهم في ارتفاع مستوى سطح البحر، إذ أن صحيفة الجليد في غرينلاند وحدها تحتوي على ما يكفي من الماء لرفع مستويات البحر العالمية بحوالي 7 أمتار، وتطلق البصمات الغازية، وتخلق تغذية مرتدة تزيد من دفء الحرارة، كما أن التغيرات في درجات الحرارة القطبية تؤثر أيضا على تيار الطائرات وطقوس وسطها، مما قد يؤدي إلى حدوث أحداث أكثر تطرفا مثل الموجات المسخنة، وحالات الجفاف، وتهجاء البرودة.

خاتمة

إن التوزيع الجغرافي للمناخ القطبي يعكس تفاعلا ديناميا بين خطوط العرض، وعلم المحيطات، والارتقاء، والغطاء الجليدي، وفي حين أن القطب الشمالي والجنوبي يتقاسمان الخصائص الأساسية، فإن اختلافاتهما لها آثار عميقة على النظم الإيكولوجية، والنشاط البشري، والتغذية المرتدة في المناخ، ولا يعد فهم هذه التباينات مجرد عملية أكاديمية، بل هو أمر أساسي للتنبؤ بالتغيرات المقبلة، ولإعلام السياسة الدولية، وبما أن القطبين ما زالا ينعمان بالدفء والمعرفة التفصيلية بأنماطام المناخية سيزداد أهمية بالنسبة للعلماء.

ولمزيد من القراءة، استشارة الموارد من NSIDC ]،