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، ودورات الضوء الموسمية الفريدة، وتعاني هذه المناطق من تأثير قوي 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 (Tundra) و(إي إف (صفارة 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 0oC، ولكن نادرا 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 (خط خط الطول 66.5 درجة شمالا) إلى الحدود التي يمكن أن تظل فيها الشمس دون الأفق لمدة 24 ساعة في الشتاء والقاري.

ويواجه معظم المناطق القطبية الشمالية مناخاً متقلباً، حيث يُصنف الغطاء النباتي والبرمندروست منخفض النمو، حيث تُبقي درجات الحرارة المتردية في السنة على الغطاء الجليدي والثلوجي الدائم في المناطق الشمالية الوسطى والقبعة الجليدية في غرينلاند.

منطقة أنتاركتيكا

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

ومعظم الأنتاركتيكا هي قبائل 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 الكاتابائية إلى قوة الإعصار.

المناطق الفرعية والمناطق المحيطة

وتوجد خارج المناطق القطبية الأساسية، المناخات الانتقالية، حيث توجد مناطق دون إقليمية (Dfc, Dfd) إلى جنوب توندرا القطبية الشمالية، وهي مناطق أطول، وصيفية مبتلة، ولكنها 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 ارتفاع طفيف في مياه المحيطات، وتسجل القارة القطبية الجنوبية سجلاً في أدنى درجات الحرارة السطحية الطبيعية: 89.2 درجة مئوية (128.6 درجة مئوية) في محطة فوتوستوك الروسية، ولا يتجاوز الحد الأدنى الشهر في مناخ الجليدي درجة الحرارة 0oC في حين تبلغ درجة حرارة الدنيا.

التهطال وغطاء الجليد

والمناخ القطبي هو ] جاف جداً ، وكثيراً ما يصنف كصحاري قطبي، وتعاني مجاميع التهطال السنوية من أقل من 250 ملليمترا في القطب الشمالي، بل وتحصل أقل في المناطق القطبية الجنوبية الشرقية من مكافئات المياه في السنة، ويهبط معظم التهطال إلى الثلج، رغم أن المناطق الساحلية قد تشهد أمطاراً في الصيف.

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 الوسطى)، 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، فالرياح القاتمة - التي تحركها الجاذبية - تهبط من الكان الداخلي المرتفع فوق مسافة 200 كيلومتر/ساعة بالقرب من الساحل، وفي القطب الشمالي، يمكن للعواصف العاصفية من شمال الأطلسي أن تجلب هواء المليار وتهطالا إلى أيسلندا وسكاندينافيا، بينما تظل المياه الداخلية مستقرة وباردة، وتبدوا مفتوحة ومفتوحة.

Variations within Polar Climates

وعلى الرغم من أن المناخ القطبي كثيرا ما يُعامل على أنه موحَّد، 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، فعلى سبيل المثال، فإن ساحل القطب الشمالي في النرويج يبلغ متوسط درجة حرارة شهر كانون الثاني/يناير نحو - 2 درجة مئوية إلى - 5 درجات مئوية، وهي أكثر ميلا من المناطق الداخلية في سيبيريا، حيث يوجد - 30 درجة مئوية مشتركة، وبالمثل، فإن ساحل شبه القارة القطبية الجنوبية أقل حدة من الهضبة الداخلية.

المناطق الداخلية، بعيدا عن التأثير البحري، تجربة ] المناخ القطبي القاراتي 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

وهذه الاضطرابات بارزة بوجه خاص في المنطقة القطبية الشمالية، فالمياه المفتوحة للمحيط القطبي، حتى عندما تكون مغطى جزئيا بالجليد الجليدي، توفر 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، وتدفأ قليلا في الصيف.

آثار الارتفاع

وفي المناطق الجبلية مثل هيمالايا، وآنديز، ومونت كيليمنجارو، يمكن أن ينتج ارتفاع مرتفع المناخ الشبيه 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 المناخ القطبي القطبي والمناخ القطبي الجنوبي

وعلى الرغم من أن القطب الشمالي والجنوبي يبرزان اختلافات ملحوظة، فإن الجليد البحري في المحيط القطبي الشمالي ومساحة الأرض المحيطة به يخلقان مناخا أقل تطرفا من المناخ الذي تعيشه القارة القطبية الجنوبية المعزولة ذات الارتفاع العالي، كما أن درجات الحرارة في المنطقة القطبية الشمالية يمكن أن ترتفع فوق الأرض، مما يسمح بانتقال النباتات الدرقية، بينما لا تزال معظم القطب الجنوبي تحت الأرض المتجمدة، كما أن القطب الجنوبي لديه ثقب أقوى من الأوزون، مما يؤثر على الإشعاع فوق سطح الكرة الأرضية وفي تداول الغلاف الجوي.

Microclimates and Local Anomalies

ففي المناطق القطبية، يمكن أن تخلق الطبقات الجغرافية المحلية ميكروسفات، فعلى سبيل المثال، فإن الوديان الجافة في أنتاركتيكا (مثل وادي ماكموردو الجافة) لا تحصل على أي ثلوج أو سمات معرضة للروك، خلافاً للثلج المحيط، وقد يُتوقع أن تكون مناطق البولينايز الساحلية من المياه المفتوحة محاطة بالدفء المتجمد الجليدي وتجتذب الحياة البحرية.

Ecological Adaptations to Polar Climates

وقد تطورت الحياة في المناطق القطبية من التكيفات الملحوظة للبقاء 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، والليشنات، والنباتات تنمو بالقرب من الأرض لتجنب الرياح، وتمتلك خنازير مظلمة لاستيعاب الإشعاع الشمسي، وتتكاثر بسرعة خلال الصيف القصير، وتشمل الحياة الحيوانية الدببة القطبية، والفيوران القطبية، والاختتام، والغموض.

إن السكان البشريون متفشيون، إذ أن الشعوب الأصلية في القطب الشمالي (إنويت ويوبيك وسامي ونينتس) عاشت بشكل مستدام لألفين من السنين مع المعرفة التقليدية بالجليد 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

فالمناطق القطبية ليست معزولة - فهي جزء لا يتجزأ من نظام المناخ في الأرض، حيث إن الجليد والثلوج يعكسان ما يصل إلى 80 في المائة من الإشعاع الشمسي القادم (أثر البطن) يساعدان على إبقاء الكوكب بارداً، حيث تستوعب المذيبات الجليدية، والمحيطات المظلمة، والأسطح البرية درجة حرارة أكبر، مما يخلق تغذية إيجابية تضاعف الاحترار.

كما تنظم المناطق القطبية التيارات البحرية، حيث إن تكوين المياه الكثيفة والباردة والملحة في شمال الأطلسي وحول أنتاركتيكا يؤدي إلى تداول حراري عالمي يوزع الحرارة والمغذيات في جميع أنحاء العالم، ويضيف الغطاء الجليدي المياه العذبة، ويحتمل أن يعطل هذا التداول، وعلاوة على ذلك، يخزن البراميس القطبية كميات كبيرة من الكربون العضوي، كما أنه ينشر 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 ٤٠ في المائة تقريبا 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 المحيط الغربية وشبه القطبية تفقد الجليد بسرعة.

اختلال النظام الإيكولوجي

وتسمح درجات الحرارة في الحرب بتوسيع الشجيرات إلى توندرا وتغيير الموائل لكاربو والليمون وزراعة الطيور، وتواجه الدببة القطبية مواسماً أطول خالية من الجليد، مما يقلل من مساحات الصيد فيها، وفي المحيط الجنوبي، يتناقص عدد السكان الكريلين - الذين يتجهون إلى شبكة الأغذية، 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، وتؤثر التغيرات في درجات الحرارة القطبية أيضا على تيار الطائرات وطقوس وسط العرض، مما قد يؤدي إلى حدوث أحداث أكثر تطرفا مثل الموجات المهية، وحالات الجفاف، وتهجاء البرودة.

خاتمة

ويعكس التوزيع الجغرافي للمناخ القطبي 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 المناخية، 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.

لمزيد من القراءة، استشارة الموارد من NSIDC ]،