فالمحيطات تغطي أكثر من ٧٠ في المائة من سطح الأرض، مما يجعلها أكبر وأشد النظم المناخية تأثيرا في كوكبنا، وقدرتها الهائلة على الحرارة، وشبكات التداول الواسعة، وقدرتها على تبادل الغازات مع الوضع الجوي، بوصفها عوامل رئيسية للأنماط المناخية والطقسية العالمية، وبدون المحيطات، ستشهد درجات الحرارة السطحية في الأرض تقلبات أكبر بكثير، وستبدو نظم الطقس مختلفة اختلافا جذريا، وستتغير دورة الكربون العالمية بصورة أساسية.

المحيطات كمستودع عالمي للهضات

ومن أهم الخصائص المادية للمياه ارتفاع قدرتها الحرارية - كم الطاقة التي تحتاجها لزيادة درجة حرارة المادة - إن حرارة المياه المحددة أكبر بحوالي خمس مرات من الأرض والهواء، مما يسمح للمحيطات باستيعاب وتخزين كميات كبيرة من الطاقة الشمسية مع تغيرات طفيفة في درجة الحرارة، وهذا التخلف الحراري يمك ِّن المحيطات من التصرف كمستودع حراري هائل وعازل حراري لكوكب الأرض.

وخلال النهار وطوال الصيف، استوعبت مياه المحيطات الإشعاع الشمسي، ومنعت درجات حرارة الأرض من الارتفاع المفرط، وفي الليل وخلال الشتاء، تفرج المحيطات عن الحرارة المخزنة ببطء، وتدرج درجات الحرارة على طول السواحل وعلى الصعيد العالمي، ومن الجدير بالذكر أن المستويات العليا من المحيط تتسم بحرارة أكبر من الغلاف الجوي بأكمله، مما يؤدي إلى تشديد الدور الحاسم للمحيط في التحكم في مناخ الأرض.

وهذه الحرارة المخزنة ليست ثابتة؛ فهي تُعاد توزيعها باستمرار بواسطة تيارات محيطية معقدة، وتتدفق المياه السطحية المشتعلة من خط الاستواء إلى الأعمدة، بينما تعود المياه العميقة الباردة إلى خط الاستواء، وهذه العملية، المعروفة باسم تداول حرارة الحرارة أو " حزام النقل العالمي " ، تُعزى إلى اختلافات في درجة الحرارة (الأثير) والملوحة (العالمية)، التي تؤثر على كثافة المياه.

ومن العناصر الرئيسية لتداول حرائق حرارة البحر، دائرة التقلبات الرحيمية في المحيط الأطلسي، التي تحمل مياها استوائية دافئة شمالا عبر خليج ستريم، وتدفئ أوروبا الغربية بدرجة كبيرة من عدة درجات مئوية بالمقارنة مع مناطق أخرى في خطوط عرض مماثلة، ولا بد من استقرار اللجنة البحرية الآسيوية - الأفريقية للحفاظ على المناخ الإقليمي، وقد يؤدي تباطؤها أو انهيارها بسبب تغير المناخ إلى تعطيل أنماط الطقس والزراعة والمحيطات البحرية على السواء.

Ocean Currents and Climate Regulation

Surface Currents and Regional Climate

تيار المحيط السطحي يُحركه أساساً أنماط الرياح، وتناوب الأرض (من خلال تأثير كوريوليس)، وترتيب القارات، تنقل هذه التوايات المياه الدافئ من المناطق المدارية نحو القطبين وتعيد المياه القطبية الباردة إلى خط الاستواء، وتساعد على إنشاء مناطق مناخية متميزة حول العالم.

ومن أمثلة التيارات الغربية الكبيرة الدافئـة التيارات حـرارة خطـط الخليج في شمال الأطلسي، وتيار كوروشيو قبالة اليابان، وتيار البرازيل في جنوب المحيط الأطلسي، حيث تحمل هذه التواريخ كتلاً جوية دافئة ورطوبة تعتدل درجات الحرارة وتزيد من التهطال على المناطق الساحلية المتاخمة، وعلى العكس من ذلك، فإن تيارات الحدود الشرقية الباردة مثل تيار كاليفورنيا وتيار هامبولدت تجلب البلـدة أجواء أبرد إلى أراض مجا، وتدعم النظم الإيكولوجية البحرية المنتجة إلى حد بعيد.

كما أن التيار السطحي يؤثر على مسارات العواصف وأنماط التهطال، فعلى سبيل المثال، يوفر نظام الخليج الطاقة للأعاصير المتوسطة التي تجتاز شمال الأطلسي، وتؤثر على الطقس في أوروبا وأمريكا الشمالية، ويمكن أن تؤدي التغيرات في قوة هذه التيارات أو مساراتها إلى تغيير أحزمة الأمطار، وتغيير المواسم المتنامية، وزيادة تواتر وشدة الأحداث الجوية البالغة الشدة مثل الجفاف والفيضانات.

" بئر الماء العميق " و " الحزام العالمي "

وتقود تيارات المياه العميقة إلى تغيرات في كثافة المياه، تتوقف على درجة الحرارة والملوحة، وفي المناطق القطبية، يزيد التبريد المكثف وتشكيل الجليد البحري من ملوحة المياه السطحية، مما يجعلها كثيفة، ويصل هذا الماء الكثيف إلى أعماق المحيطات ويتدفق على طول قاع المحيط نحو خطوط العرض الأدنى، وفي نهاية المطاف، يرتفع إلى السطح في مناطق معينة من خلال زيادة حلقة التداول.

إن هذا التداول الثلاثي الأبعاد المعروف باسم حزام النقل العالمي يستغرق آلاف السنين لإكمال دورة كاملة، ويؤدي دورا حاسما في تخزين الحرارة والكربون في أعماق المحيط، ويعيق التغيرات الجوية، علاوة على أن حزام النقل يوزع المغذيات الضرورية للحياة البحرية، كما أن المناطق المرتفعة التي ترتفع فيها المياه العميقة الغنية بالمغذيات إلى السطح، وتبقي على بعض مصائد الأسماك في العالم.

ويمكن أن يكون للاضطرابات في تكوين المياه العميقة، ولا سيما في شمال الأطلسي والمحيط الجنوبي، آثار عميقة طويلة الأجل على المناخ العالمي عن طريق تغيير قدرة المحيطات على عزل الحرارة وثاني أكسيد الكربون، وعلى سبيل المثال، فإن التباطؤ في تشكيل المياه العميقة في شمال الأطلسي قد يقلل من النقل الحراري إلى نصف الكرة الشمالي، مما يؤثر على الطقس والنظم الإيكولوجية في جميع أنحاء العالم.

دور المحيطات في دورة الكربون

فالمحيطات هي أكبر مغسلة كربون نشطة على الأرض، حيث تم استيعاب حوالي 30 في المائة من ثاني أكسيد الكربون التي انبثقت عن أنشطة بشرية منذ الثورة الصناعية، وقد أدى هذا الارتفاع الكبير إلى إبطاء معدل الاحترار الجوي، ولكن مع ما يترتب عليه من عواقب معقدة، ويحدث امتصاص الكربون في المحيطات من خلال آليتين رئيسيتين هما: مضخة القابلية للذوبان والمضخة البيولوجية.

التعبئة

وتنطوي مضخة القابلية للذوبان على حل مباشر لغاز ثاني أكسيد الكربون في مياه البحر، وهذه العملية أكثر فعالية في المياه القطبية الباردة حيث يكون ثاني أكسيد الكربون أكثر قابلية للذوبان، وعندما تذوب ثاني أكسيد الكربون، يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء لتشكيل حمض الكربون، الذي يفصل بدرجة أكبر عن الأوتار الكربونية والكربونية، ويتيح هذا النظام الكيميائي للحاجز للمحيط تخزين كميات كبيرة من الكربون في أشكال غير منظمة.

وتغرق المياه الباردة المكفولة في المناطق القطبية وتنقل هذا الكربون المذاب إلى أعماق المحيطات حيث يمكن أن يظل محجوباً لقرون أو أكثر، وتساعد هذه العملية الطبيعية على تنظيم تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وبالتالي المناخ العالمي.

The Biological Pump

وتشتمل المضخة البيولوجية على الكائنات الحية، ولا سيما البانتوكتون، التي هي نباتات صوّرية مصغرة بالقرب من سطح المحيط، وتستوعب شركة Phytoplankton ثاني أكسيد الكربون أثناء تلفيق الصور وتتكاثر، وعندما تموت هذه الكائنات أو تستهلكها حيوانات زوباكلتون وغيرها من الحيوانات البحرية، تغرق موادها العضوية في مياه أعمق، وتنتقل الكربون بعيدا عن الغلاف الجوي بصورة فعالة.

ويمكن دفن هذا الكربون في رسوبيات المحيطات أو تخزينه في أعماق البحار لشهرينيا، وتتوقف كفاءة المضخة البيولوجية على عوامل مثل توافر ضوء الشمس، والتركيزات المغذية، ودرجة حرارة المحيطات، وتغير المناخ يغير هذه العوامل، مع المياه الاحترارية، وتوسيع نطاق التكدس، وتغير دورات المغذيات التي يمكن أن تضعف قدرة هذه المضخة على حبس الكربون.

التصحيح المحيطي

وفي حين أن ارتفاع كميات ثاني أكسيد الكربون في المحيطات يخفف من الاحترار الجوي، فإنه يؤدي أيضا إلى تحمض المحيطات، وعندما يحل ثاني أكسيد الكربون في مياه البحر، فإنه يشكل حمض الكربون الذي يقلل من كمية الماء من الهيدروجيني، ومنذ بدء الحقبة الصناعية، انخفض مستوى الهيدروجيني السطحي بمقدار 0.1 وحدة، وهو ما يعادل زيادة في الحموضة بنسبة 30 في المائة.

ويلحق هذا التحمض ضررا بالكائنات الحية مثل المرجان، والسمك المسيل، وبعض أنواع النباتات التي تعتمد على أيون الكربون لبناء قذائف الكربون الكاسيومية والعظميات، كما أن انخفاض الكالساتل يهدد التنوع البيولوجي البحري ومصائد الأسماك التي تعتمد على هذه الأنواع، كما أن التحمض قد يقلل من قدرة المحيطات على استيعاب ثاني أكسيد الكربون في المستقبل، مما يؤدي إلى ظهور حلقة تفاعلية يمكن أن تعجل بالاحترار العالمي.

كيف تقود (أوشن) (واذر باترن)

فالتفاعل الدينامي بين المحيط والغلاف الجوي يشكل محرك الطقس العالمي، وتوفر سطح المحيط المدفأة الحرارة والرطوبة التي تغذي العواصف، وتشكل أنماطاً للتهطال، وتؤثر على الدورات الموسمية.

التهرب والتأمل

وتتسبب التدفئة الشمسية في تهجير مياه المحيطات، ونقل الحرارة الكامنة إلى الغلاف الجوي، وترتفع هذه المياه الدافئة والرطوبة، وتثبيتات لتشكل الغيوم والهيمنة، وتخلق المناطق المحيطة بمياه المحيط الهادئ الدافئ، وغرب المحيط الهندي، معدلات مرتفعة للتبخر، وتولد هذه المناطق الكثير من الضغوط المدارية المتدنية.

وعلى العكس من ذلك، فإن المناطق الواقعة على تيارات المحيط الباردة، مثل شرق المحيط الهادئ وتيار بنغيلا قبالة الجنوب الغربي من أفريقيا، تشهد تهبا أقل وأحوال جوية أكثر استقرارا، وكثيرا ما تكون هذه المناطق متاخمة لبعض الصحارى الساحلية في العالم، بما فيها صحراء أتاكاما في أمريكا الجنوبية وصحراء ناميب في أفريقيا.

Stormation: Hurricanes and Cyclones

والأعاصير المدارية المعروفة بالأعاصير في المحيط الأطلسي وشرق المحيط الهادئ، والتايفون في غرب المحيط الهادئ، وببساطة الأعاصير التي تستمد طاقتها من مياه المحيط الهندي، ودرجات الحرارة السطحية البحرية فوق ٢٦,٥ درجة مئوية )حوالي ٨٠ درجة ف( ضرورية لتكوين هذه العواصف وتكثيفها.

ومع مرور الأعاصير المدارية على مناطق المياه العميقة والدافئ، مثل خليج المكسيك أو حوض غرب المحيط الهادئ الدافئ، فإنها يمكن أن تعزز بسرعة، فتغير المناخ يزيد من درجات حرارة سطح البحر على الصعيد العالمي، ويزيد من تواتر هذه العواصف القوية وكثافتها، وبالإضافة إلى ذلك، توفر المحيطات الأكثر دفئا قدرا أكبر من الرطوبة، مما قد يؤدي إلى حدوث هطول أكبر وفيضانات أشد حدة عندما تهبط العواصف.

El Niño, La Niña, and the Southern Oscillation

إن التقلبات بين النينيو والجنوب هي أقوى العوامل الطبيعية لتقلب المناخ بين السنة والسنوات في جميع أنحاء العالم، وهي منشئة في المحيط الهادئ المداري، وفي الظروف العادية، تدفع الرياح التجارية الشرقية المياه السطحية الدافئة غربا إلى غرب المحيط الهادئ، مما يسمح بأن ترتفع المياه الباردة الغنية بالمغذيات على طول سواحل أمريكا الجنوبية.

وخلال حدث النينيو، تضعف هذه الرياح التجارية أو تتراجع، مما يسمح بانتشار المياه الدافئة شرقا عبر وسط وشرق المحيط الهادئ، مما يخفف من حدة الارتفاع ويقلل من الإنتاجية البحرية ويحدث تحولا هائلا في أنماط سقوط الأمطار - مسببا للجفاف في مناطق مثل استراليا وإندونيسيا والفيضانات في أجزاء من بيرو وإكوادور.

وتمثل لا نينيا المرحلة المقابلة من ظاهرة النينيو التي تتسم برياح تجارية أقوى، وبتربة المياه السطحية في شرق المحيط الهادئ، وبتحسين مستوى المعيشة، وتؤثر أحداث المنظمة على الطقس في جميع أنحاء العالم، وتؤثر على غلات المحاصيل، ومخاطر إطلاق النار، وتواتر الأعاصير الأطلسية، وتشير الدراسات الأخيرة إلى أن تغير المناخ قد يغير سلوك المنظمة، ويحتمل أن يزيد من تواتر وشدة حلقات النينيو والنينيا المتطرفة.

مـنـاطقـة مـنـاطقـة الأغـلاف الجويـة

إن نظم المون التي تجلب الأمطار الموسمية إلى بلايين الناس في مختلف أنحاء آسيا وأفريقيا والأمريكتين، تُعزى إلى تناقضات في درجات الحرارة بين المحيطات ومساحة الأراضي المتاخمة، وتُوفر أسطح المحيطات الوعرة الطفرة اللازمة للأمطار الموسمية، ويمكن أن تؤدي التباينات في درجة حرارة المحيطات إلى تغيير توقيت وكمية ومدة المواسم الموسمية، مع ما يترتب على ذلك من آثار كبيرة بالنسبة للزراعة والموارد المائية.

أما الأنهار الجوية - الممتدة على طولها، والفرق الضيقة من النقل المركّز - المنشأ على مياه المحيطات الدافئ، وتولّد تساقطاً كبيراً للمناطق الساحلية، ولا سيما على امتداد السواحل الغربية للقارات مثل أمريكا الشمالية وأوروبا، ويمكن أن تؤثر التغيرات في درجة حرارة المحيطات وتداولها على تواتر وشدة هذه الأنهار الجوية، مما يؤثر على مخاطر الفيضانات وتوافر المياه.

Climate Change Impacts on Ocean Systems

ويغير تغير المناخ الناجم عن الإنسان كل جانب من جوانب أدوار المحيطات في المناخ والطقس، وقد امتص المحيط أكثر من 90 في المائة من الحرارة الزائدة التي احتُجزت من غازات الدفيئة منذ منتصف القرن العشرين، مما أدى إلى آثار متنوعة ومتنوعة.

ورش المحيطات وأجهزة الموجات الحرارية البحرية

وتحول درجات الحرارة المشتعلة في المحيطات مواقع مجمعات المياه الحارة، وتغيير المسارات الحالية، وتعديل أنماط التداول في الغلاف الجوي، مما يؤثر بدوره على نظم الطقس على الصعيد العالمي، وقد أصبحت فترات الموجات الحرارية البحرية التي تمتد إلى درجات حرارة سطحية عالية بشكل غير عادي أكثر تواترا وكثفا، وهذه الأحداث تتسبب في تفشي التبيض المرجاني، وتعطل شبكات الأغذية البحرية، وتؤثر على مصائد الأسماك.

ومن الأمثلة البارزة على ذلك " البلوغ " الذي لوحظ في منطقة كبيرة من المياه الدافئ في شمال المحيط الهادئ في الفترة من عام 2013 إلى عام 2016، وقد تسبب في حدوث عمليات قتل واسعة النطاق لطيور البحر والثدييات البحرية، وتغير أنماط الطقس على طول الساحل الغربي للولايات المتحدة، مما يدل على الكيفية التي يمكن بها لدفء المحيطات أن يكون له آثار إيكولوجية وجماعية بعيدة المدى.

مستوى سطح البحر

وترتفع مستويات سطح البحر بسبب التوسع الحراري للمياه البحرية حيث تدفئ وتذوب صحائف الجليد والأنهار الجليدية البرية، ومنذ عام 1900، ارتفع مستوى سطح البحر العالمي بنحو 21 سنتيمترا، مع ارتفاع معدله في العقود الأخيرة، وزاد من خطر الفيضانات الساحلية، وتدفقات العواصف، وتآكل السواحل، واقتحام المياه المالحة لمستودعات المياه العذبة.

وتتأثر الدول الجزرية المنخفضة، والدلتا، والمدن الساحلية الكثيفة السكان تأثراً خاصاً بهذه التغييرات التي تهدد الهياكل الأساسية وسبل العيش والنظم الإيكولوجية، وتتزايد أهمية استراتيجيات التكيف مثل تحسين دفاعات المناطق الساحلية، والتراجع المنظم، وإصلاح النظم الإيكولوجية.

إزالة السموم في المحيطات

ويحمل الماء الحربي الأكسجين المذوب أقل من الماء البارد، لذا يؤدي الاحترار بالمحيطات إلى مستويات الأكسجين المسببة للتكديس في البيئات البحرية، وتتفاقم هذه الظاهرة بسبب التلوث المغذي والتضخيم الذي يحد من تجديد الأوكسجين، ولا سيما في المياه العميقة ومناطق تربوية السواحل.

ويضر التوسع في " المناطق الميتة " المنخفضة الأوكسجين بالحياة البحرية من خلال تهيئة ظروف غير مواتية للأسماك واللافقارات، وتعطيل الشبكات الغذائية ومصائد الأسماك، كما يضعف التطهير كفاءة المضخة البيولوجية، ويقلل من قدرة المحيطات على تخزين الكربون، ويؤثر على التغذية المرتدة المناخية.

التغيرات في تيار المحيطات

وتتوقع نماذج المناخ إضعافا كبيرا للدائرة المتقلبة في المحيط الأطلسي هذا القرن، مدفوعا بزيادة مدخلات المياه العذبة من تآكل الجليد في غرينلاند وتغير التدفق الحراري على سطح المحيط، ومن شأن تباطؤ حركة النقل الجوي في شمال الأطلسي أن يقلل من النقل الحر إلى شمال الأطلسي، مما قد يتسبب في التبريد في أوروبا الغربية، ويحول مسارات العواصف، ويرفع مستويات سطح البحر على طول الساحل الشرقي للولايات المتحدة.

وفي المحيط الجنوبي، تعدل أنماط الرياح المتغيرة والثلج تكوين مياه قاع القطب الجنوبي، التي تؤدي دورا حيويا في التهوية العميقة المحيط وتخزين الكربون، ويمكن لهذه التعديلات أن تعطل تعميم المحيطات على الصعيد العالمي وأن تؤثر على النظام المناخي الطويل الأجل.

آثار التصحاح المحيطي

ومع استمرار ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، فإن تحمض المحيطات يكثف، وتعاني الشعاب المرجانية، التي تدعم حوالي ربع جميع الأنواع البحرية وتوفر الحماية الساحلية ومصائد الأسماك، من تفشي التبيض والوفيات، وتواجه الكائنات الحية في بناء الشلط صعوبات في الحفاظ على قذائفها وكتيباتها، مما يهدد التنوع البيولوجي وسبل العيش التي تعتمد على هذه النظم الإيكولوجية.

كما يؤثر تحمض المحيطات على سلوك مختلف الأنواع البحرية وبقائها، مع آثار مسببة للاحتراق على شبكات الأغذية، ويؤدي الجمع بين الضغوط على الاحترار والتحمض والتحلل إلى تهيئة بيئة صعبة وسريعة التغير للحياة البحرية.

الاستنتاج: الحاجة الماسة لحماية صحة المحيطات

فالمحيطات لا غنى عنها في تنظيم مناخ الأرض وطقسها، إذ أن خصائصها الفريدة تسمح لها بتخزين وإعادة توزيع الحرارة، ودفع العمليات الجوية، وكربون الدورة على النطاقات العالمية، غير أن الأنشطة البشرية تغير هذه النظم الحساسة بطرق عميقة، مما يهدد صحة المحيطات والاستقرار المناخي الذي تعتمد عليه المجتمعات البشرية.

إن حماية المحيطات من خلال خفض الانبعاثات، والإدارة المستدامة لمصائد الأسماك، ومكافحة التلوث، وحفظ النظم الإيكولوجية البحرية أمر أساسي، ومن شأن تحسين الفهم العلمي ورصد عمليات المحيطات أن يساعد على صقل التوقعات المناخية، وأن يسترشد باستراتيجيات التكيف والتخفيف الفعالة، وفي نهاية المطاف، فإن مستقبل مناخ كوكبنا متداخل بشكل عميق مع صحة محيطاته.