القطب الشمالي وبحوث القطب الجنوبي

مناطق القطب الشمالي والجنوبي تشهد تحولات في درجة الحرارة، وتغطية الجليد، وتداول الغلاف الجوي البعيد عن حدود خط سيرها، وتؤثر كل شيء من سلوك تيار الطائرات إلى ارتفاع مستوى سطح البحر واستقرار النظم الإيكولوجية، ويكتسي فهم هذه التحولات أهمية حاسمة في التنبؤ بالأوضاع المناخية في المستقبل والإعداد لآثارها.

وتزداد درجة الحرارة بسرعة في المنطقة القطبية الشمالية بمعدل أسرع من المتوسط العالمي بأربع مرات، وهي ظاهرة معروفة بتضخم القطب الشمالي، مما يؤدي إلى فقدان الجليد البحري، مما يغير بدوره الديناميات المناخية المحلية والعالمية، ويعرض انخفاض الغطاء الجليدي مياه المحيطات المظلمة، التي تستوعب مزيدا من الإشعاع الشمسي وتعجل بالاحترار، وتؤثر هذه الحلقة المرتدة تأثيرا عميقا على تيارات المحيط، والتداول الجوي، والأنماط الجوية في أنحاء شمال الكرة الأرضية.

وتؤثر التغيرات في حجم الجليد البحري في القطب الشمالي على الطوف القطبي ومجرى الطائرات المطيرة، مما يؤدي إلى ظواهر جوية أكثر تواترا واستمرارا، ويمكن للدب القطبي الضعف أن يسمح للهواء البارد بالهبوط جنوبا، مما يتسبب في عواصف شتوية حادة في مناطق غير معتادة على هذه الظروف، وعلى العكس من ذلك، فإن درجات الحرارة القطبية الأكثر دفئا يمكن أن تتحول مسارات العواصف شمالا، مما يؤدي إلى الأمطار إلى مناطق تساقط الثلج، وتؤثر على الزراعة.

كما أن فقدان الجليد البحري يهدد الأنواع البرية التي تعتمد على الغطاء الجليدي المستقر، فالدب القطبي، والأختام، والجوز يعتمد على الجليد البحري للصيد، والتوالد، والراحة، وتواجه مجتمعات الشعوب الأصلية في القطب الشمالي تحديات أمام سبل العيش التقليدية، والأمن الغذائي، والممارسات الثقافية، مع جعل المواسم أقل قابلية للتنبؤ بها، وتصبح ظروف الجليد أكثر خطورة.

وتسهم تيارات المحيطات التي تقودها تغيرات المياه المزروعة في القطب الشمالي في زيادة تقلب المناخ، وقد يؤدي تدفق المياه العذبة من تآكل الجليد إلى تغيير ملوحة الجليد وتدرجات الكثافة، مما يؤثر على التداول العنيف في المحيط الأطلسي، الذي يؤدي دورا رئيسيا في تنظيم المناخ العالمي، وقد يؤدي تباطؤ حركة المياه البحرية في شمال الأطلسي إلى التبريد في منطقة شمال الأطلسي وأنماط مونسون المعطلة في المناطق المدارية.

Ice-Albedo Feedback and Its Global Consequences

إن آلية التغذية المرتدة بالجليد هي واحدة من أقوى مضخمات الاحترار القطبي، حيث يعكس الجليد والثلوج نسبة عالية من الإشعاع الشمسي القادم، بينما تستهلك أسطح الظلام مثل المياه المفتوحة أو الأرض المعرضة بدرجة أكبر من الحرارة، ومع تراجع الجليد البحري والجليد، ونسبة الانخفاضات السطحية المظهرية، ويستوعب الكوكب طاقة أكبر، وتتسارع حلقة التعقيب هذه في الاحترار في المناطق القطبية وتسهم في ارتفاع درجة الحرارة العالمية.

وفي المنطقة القطبية الشمالية، كان انخفاض الجليد البحري الصيفي كبيرا، فقد انخفض الحد الأدنى للجليد البحري في القطب الشمالي بنحو 13 في المائة في العقد منذ بدء تسجيلات السواتل في أواخر السبعينات، وهذا الفقد ليس موحدا؛ وفي بعض السنوات يرى البعض أن مستوياته منخفضة للغاية، بينما يظهر البعض الآخر حالات استرجاع مؤقتة، غير أن الاتجاه الطويل الأجل هو أحد الانخفاضات الهامة، حيث تشير التوقعات إلى أن القطب الشمالي يمكن أن يكون خاليا من الجليد في الصيف في غضون عقود قليلة.

وتمتد نتائج التغذية المرتدة بالجليد إلى المناطق القطبية، إذ أن التغيرات في توازن الطاقة في أنماط التداول في الغلاف الجوي السطحي، بما في ذلك موقع وقوام مجرى الطائرات، ويمكن أن يؤدي تدفق الطائرات النفاثة الملوحة والمتذبذبة إلى أنماط الطقس المستمرة، مثل موجات الحرارة المطولة، أو الجفاف، أو التعاويذ الباردة، في خطوط العرض المتوسطة.

تغيرات الطقس في أنتاركتيكا

إن أنتاركتيكا تمثل مجموعة مختلفة من الديناميات، ففي حين شهدت القارة ككل اتجاهات حرارة معقدة، فقد احترت بعض المناطق درجة حرارة كبيرة، لا سيما شبه الجزيرة القطبية الجنوبية وغرب أنتاركتيكا، وقد أظهرت الشاسعة من صحيفة الجليد في شرق أنتاركتيكا قدرا أكبر من الاستقرار، ولكن الدراسات الأخيرة تشير إلى أن الاحترار جار حتى هناك.

وتشمل التغيرات الرئيسية في أنماط طقس أنتاركتيكا التحولات في الرياح الغربية في نصف الكرة الجنوبي، التي عززت القطب وتحركه، وهذا الاتجاه يحركه جزئيا ثقب الأوزون فوق أنتاركتيكا وزيادة تركيزات غازات الدفيئة، وتؤثر الأقوى في تداول المحيطات، والثلج في البحر في أنتاركتيكا، وذوبان القمامات الجليدية.

وقد أظهر جليد البحر في أنتاركتيكا تذبذبا أكبر من الجليد البحري في القطب الشمالي، وبعد عقود من التوسع الطفيف، وصل الجليد البحري في أنتاركتيكا إلى انخفاضات قياسية في عامي 2023 و 2024، وهو تحول درامي لا يزال العلماء يعملون على فهمه، ففقدان الجليد البحري حول القارة القطبية الجنوبية يعرضان أرففة الجليد إلى مياه المحيطات وحركات الموجات، ويزيدان من خطر الانهيار ويعجلان بزهرة في المحيط.

وتعتبر صحيفة الجليد في غرب أنتاركتيكا ضعيفة بوجه خاص، حيث يتراجع عدد كبير من الجليديات بسرعة، وينتظر غلاسيرا، الذي كثيرا ما يسمى بـ " غلاسير يوم الدومسيير " ، يثير قلقا خاصا بسبب حجمها وإمكانيات انهيارها لزيادة مستويات البحر العالمية بدرجة كبيرة، والتفاعل بين مياه المحيطات وخطوط الأرض لهذه الجليديات هو مجال حرج من مجالات البحث.

Ozone Hole and Atmospheric Circulation

وقد كان لثقب الأوزون في أنتاركتيكا، الذي يشكل كل ربيع بسبب المواد الكيميائية التي هي من صنع الإنسان، أثر عميق على التداول في الغلاف الجوي في نصف الكرة الجنوبي، وتبدد فقدان الأوزون في طبقة الستراتوسفير المنطقة، وتغير مستويات الضغط، التي تعزز دوامة القطب وتتحول إلى القطب الذي يتحول إليه حزام الرياح الرطب، وتؤثر هذه التغييرات على أنماط التهطال في أمريكا الجنوبية وأفريقيا وأستراليا.

ومع استعادة ثقب الأوزون بسبب بروتوكول مونتريال، يتوقع أن تستجيب أنماط التداول، غير أن ارتفاع تركيزات غازات الدفيئة يميل أيضاً إلى دفع القطبية في ويستريليس، مما يخلق آثاراً متضاربة، وستتوقف النتيجة الصافية على التوازن بين استعادة الأوزون واستمرار زيادات غازات الدفيئة، وستظل مجالاً للتحقيق العلمي النشط.

الآثار العالمية لتغيرات الطقس القطبي

إن التحولات في أنماط الطقس في القطب الشمالي وفي أنتاركتيكا تؤدي إلى سلسلة من النتائج العالمية، تشمل ارتفاع مستويات البحر، وتيار المحيطات المتغير، وزيادة تواتر وشدة الأحداث الجوية الشديدة، وتعطل النظم الإيكولوجية البحرية والأرضية، وتدل الطبيعة المترابطة لشبكة الأرض على أن التغيرات في الأعمدة لا تبقى محصورة في خطوط العرض المرتفعة.

مستوى سطح البحر

إن ملاعق الجليد وصحائف الجليد هي المساهمين المهيمنة في ارتفاع مستوى سطح البحر، الذي يهدد المجتمعات الساحلية في جميع أنحاء العالم، وصحيفة الجليد في غرينلاند تفقد الكتلة بمعدل متسارع، مما يسهم بنحو 0.7 ميليميتر سنويا في ارتفاع مستوى سطح البحر، كما أن فقدان صحائف الجليد في أنتاركتيكا قد ازداد أيضا، ولا سيما في القطاع الغربي، ومن المتوقع أن يصبح أكبر مساهم في العقود القادمة.

والتوسع الحراري في مياه البحر حيث تدفئ هو عامل هام آخر، حيث أن المحيطات تستوعب معظم الحرارة الزائدة من تغير المناخ، فإنها تتوسع، وتزيد من ارتفاع مستوى سطح البحر، وقد أدى الجمع بين الذباب الجليدي والتوسع الحراري إلى رفع مستوى سطح البحر المتوسط العالمي بحوالي 20 سنتيمترا منذ أواخر القرن التاسع عشر، مع ارتفاع معدل الارتفاع.

إن عواقب ارتفاع مستوى سطح البحر بعيدة المدى، إذ أن ارتفاعات التحات الساحلي، وتدخيل المياه المالحة إلى طبقات المياه العذبة، وتدفقات العواصف تصل إلى مناطق داخلية أبعد، وتزداد تعرض الجزر المنخفضة للإصابة، وتؤثر هذه الآثار على مئات الملايين من الناس الذين يعيشون في المناطق الساحلية وتتطلب تدابير تكيفية باهظة التكلفة مثل جدران البحر، والهياكل الأساسية المرفوعة، والتراجع المنظم.

Atered Ocean Currents

فالمياه القطبية تؤثر على أنماط تداول المحيطات التي تنظم المناخ العالمي، فالمحيط الجنوبي حول أنتاركتيكا منطقة رئيسية لتشكيل المياه العميقة، وهي عملية تقود إلى التداول العالمي المتدفق للمياه العذبة، وتخفض المياه العذبة من الجليد كثافة المياه السطحية، وتضعف غرق المياه الباردة والملحة التي تدفع هذا التداول.

وفي المحيط الأطلسي، تنقل المنظمة المياه الحارة شمالا وتعود المياه الباردة جنوبا، وقد ربطت المياه العذبة من منحدر ثلج غرينلاند بتباطؤ في حركة المقاومة الوطنية الموزامبيقية، مما قد يكون له آثار عميقة على المناخ، بما في ذلك التبريد في شمال الأطلسي، والتغيرات في أنماط الطقس الأوروبية، والتحولات في سقوط الأمطار في المناطق المدارية، وتشير الأدلة إلى أن المنظمة البحرية الدولية في أضعف حالات التوتر التي تسودها أكثر من ألف سنة، وقد يؤدي إلى زيادة الضعف المناخ.

أحداث الطقس القاسية

والصلة بين التغيرات القطبية والطقس المتطرف في منتصف خط العرض هي مجال نشط ومناقش من مجالات البحث، ولكن الأدلة ما زالت تنمو، ويمكن أن يضعف القطب الشمالي الدافئ درجة الحرارة بين القطب وخط العرض الأوسط، مما يمكن أن يبطئ مسار الطائرات ويجعلها أكثر رطوبة، مما قد يؤدي إلى وقف أنماط تعطل نظم الطقس، مما يتسبب في موجات حرارية طويلة أو جفاف أو أحداث هطول الأمطار.

ومن الأمثلة على ذلك النظم المستمرة ذات الضغط العالي التي ساهمت في الموجة الحرارية الأوروبية لعام 2018، والقبعة الحرارية لشمال غرب المحيط الهادئ لعام 2021، والفيضانات المميتة في ألمانيا وبلجيكا في العام نفسه، وفي حين أنه لا يمكن أن يعزى أي حدث بمفرده مباشرة إلى التغيرات القطبية، فإن الاحتمال الإحصائي لزيادات شديدة مثل هذا النوع من المناخ يُدفع من نطاقه التاريخي من التقلبات.

كما تتحول مسارات العواصف في نصف الكرة الشمالي، وتنتقل العواصف الشتوية إلى القطب، مما يجلب التهاب إلى المناطق التي تعتمد على حزمة الثلج من أجل الموارد المائية، وتؤثر التغيرات في توقيت وموقع العواصف على الزراعة، وتوليد الطاقة الكهرمائية، ومخاطر الفيضانات.

ازدراء النظام الإيكولوجي

وتستجيب النظم الإيكولوجية البحرية والأرضية للتغيرات القطبية بطرق معقدة، ففي القطب الشمالي، يغير فقدان الجليد البحري توقيت تدفئة الربيع من النباتات، وقاعدة شبكة الأغذية البحرية، وتتحول الأنواع السمكية نطاقاتها شمالا، وتؤثر على مصائد الأسماك التجارية والمفترسات التي تعتمد عليها، بما في ذلك الطيور البحرية، والختم والحيتان.

وفي القارة القطبية الجنوبية، فإن سكان الكريل، الذين هم مركز الشبكة الغذائية للمحيط الجنوبي، حساسة بالنسبة لمدى الجليد البحري ودرجة حرارة المياه، وتؤثر التخفيضات في وفرة الكريل على البطريق والأختام والحيتان، كما أن انهيارات رف الجليد والتراجع الجليدي تخلق موائل جديدة بينما تدمر موائل أخرى، مما يؤدي إلى تحولات في تكوين الأنواع وتوزيعها.

وتواجه النظم الإيكولوجية الأرضية في المنطقتين القطبيتين تغيرات في ظروف التربة، وفي مشارف الصدر، وفي مواسم النمو المتغيرة، وفي القطب الشمالي، يطلق الميثاونت الغازات الدافئوية، بما في ذلك الميثان وثاني أكسيد الكربون، مما يخلق حلقة تفاعلية تضاعف الاحترار العالمي، وهذه العملية جارية بالفعل ويمكن أن تتسارع مع استمرار ارتفاع درجات الحرارة.

الآثار الاجتماعية والاقتصادية

وتفرض الآثار العالمية لتغيرات الطقس القطبي تكاليف اقتصادية من خلال إلحاق الضرر بالهياكل الأساسية، وتخفيض الإنتاجية الزراعية، وزيادة نفقات الاستجابة للكوارث، والخسائر في مصائد الأسماك والسياحة، وتواجه المجتمعات المحلية الساحلية الحاجة إلى استثمارات مكلفة للتكيف، وتواجه الشعوب الأصلية في المنطقة القطبية الشمالية تهديدات للأمن الغذائي، والتراث الثقافي، والسيادة، مع عدم إمكانية التنبؤ بظروف الجليد وتحول الموارد.

وتتأثر سلاسل الإمداد العالمية بالتعطلات الناجمة عن أحداث الطقس الشديدة، التي يمكن أن تؤخر الشحن البحري، وتضر بالموانئ، وتؤثر على الإنتاج الزراعي، وتواجه صناعة التأمين مطالبات متزايدة من الكوارث المتصلة بالمناخ، ويجب على الحكومات تخصيص موارد للتعافي وبناء القدرة على التكيف.

إن التعاون الدولي بشأن القضايا القطبية، بما في ذلك البحوث، والحفظ، والتخفيف من حدة المناخ، أمر أساسي، ويوفر مجلس القطب الشمالي محفلا للدول القطبية لمعالجة التحديات المشتركة، وينظم نظام معاهدة أنتاركتيكا الأنشطة في أنتاركتيكا ويعزز التعاون العلمي السلمي، وستؤثر فعالية هذه المؤسسات على قدرة الأمم على الاستجابة للتغيرات الجارية.

استراتيجيات التخفيف والتكيف

وتتطلب معالجة الآثار العالمية لتغيرات الطقس القطبية تخفيف انبعاثات غازات الدفيئة والتكيف مع التغيرات التي سبق أن أُغلقت، والعامل الرئيسي للاحترار القطبي هو تراكم غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي، وبالتالي فإن خفض الانبعاثات هو السبيل المباشر إلى إبطاء وتيرة التغيير.

وتهدف الاتفاقات الدولية مثل اتفاق باريس إلى الحد من ارتفاع درجة الحرارة العالمية، ولكن مسارات الانبعاثات الحالية تشير إلى أن الاحترار سيتجاوز 1.5 درجة مئوية، وستتوقف سرعة وحجم التغيرات القطبية على سرعة انتقال العالم إلى اقتصاد صافي الصفر.

وتشمل جهود التكيف بناء الهياكل الأساسية القادرة على الصمود في ارتفاع مستوى سطح البحر، ووضع نظم للإنذار المبكر من أجل الطقس المتطرف، وتنويع مصادر الأغذية، والاستثمار في استعادة النظام الإيكولوجي، وقد يعني ذلك بالنسبة للمجتمعات الساحلية تعزيز الجدران البحرية، وارتفاع مستوى المباني، أو التخطيط للتراجع المنظم، وقد ينطوي ذلك بالنسبة للمجتمعات المحلية في القطب الشمالي على نقل الهياكل الأساسية، وتطوير فرص جديدة لكسب الرزق، والحفاظ على المعارف التقليدية.

فالبحوث والرصد العلميين أمران حاسمان لتحسين التنبؤات بالتغير القطبي وآثاره العالمية، ولا تزال عمليات الرصد الساتلية والدراسات الأوقيانوغرافية ونماذج المناخ تؤدي إلى زيادة الفهم، ولكن لا تزال هناك ثغرات، ولا بد من مواصلة الاستثمار في البحوث القطبية لتوفير البيانات اللازمة لاتخاذ القرارات.

إن دور حلقات التغذية المرتدة في نظام المناخ يجعل من المهم بشكل خاص العمل بسرعة، فنقطة التصفير، مثل انهيار صفحة الجليد في غرب أنتاركتيكا أو فقدان الجليد البحري في صيف القطب الشمالي، يمكن أن تؤدي إلى تغييرات لا رجعة فيها تعجل بالاحترار وآثاره، وتجنب هذه النقاط يتطلب تخفيضات سريعة وعميقة في انبعاثات غازات الدفيئة.

خاتمة

وتشهد المنطقة القطبية الشمالية والجنوبية تغيرات أساسية محركة لتغير المناخ، وهذه التغيرات ليست معزولة بل متطورة عبر النظام المناخي العالمي، مما يؤثر على مستويات البحر، وتيار المحيطات، والأنماط الجوية، والنظم الإيكولوجية، وقد بدأت آثار الاحترار القطبي تشع بالفعل في جميع أنحاء العالم، من الفيضانات الساحلية إلى أحداث حرارية شديدة إلى التحولات في توزيع الأنواع.

إن فهم الآليات الكامنة وراء هذه التغييرات أمر أساسي لتوقع الظروف في المستقبل ووضع استجابات فعالة، وفي حين أن التحديات كبيرة، فإن الأوساط العلمية تواصل تقديم أفكار يمكن أن تسترشد بها جهود التخفيف والتكيف، وستشكل الخيارات التي يتم اتخاذها في السنوات القادمة مدى التغير القطبي وشدة آثاره العالمية للأجيال القادمة.

For further reading on these topics, refer to the IPCC Sixth Assessment Report, which provides a comprehensive summary of the science of climate change, including polar regions. NOA Arctic Report Card] offers annual updates on Arctic environmental conditions.