دور تيار المحيطات في أنماط المناخ القارية المتطورة

The Global Heat Engine: How Ocean Currents Shape Continental Climates

إن تيارات المحيطات ليست مجرد أنهار داخل البحر؛ فهي الموزع الرئيسي للطاقة الحرارية في الكوكب، ونقل المياه الدافئــة من المناطق المدارية إلى الأعمدة، وإعادة المياه الباردة إلى خط الاستواء، وهذا التداول المستمر يؤثر تأثيرا مباشرا على مناخ كل قارة، ويعرض درجات الحرارة، ويدير مسارات العواصف، وينظم أنماط هطول الأمطار، وبدون هذه التيارات، ستواجه مناطق كثيرة مناخا أكثر تطرفا - مناخا أكثر بروزا.

The Mechanics of Heat Transport

إن تيارات المحيطات تنقل المياه عبر مسافات شاسعة، وتعمل بفعالية كحزام نقل الكواكب، والسائق الأساسي هو التوزيع غير المتساوي للإشعاع الشمسي، ويتلقى خط الاستواء طاقة أكبر بكثير من القطبين، مما يخلق درجة حرارة عالمية، وتساعد تيارات المحيطات على توازن هذا التدرج عن طريق الانتقال إلى المياه الاستوائية إلى المناطق المتأرجحة، ويعيد الماء المبرد إلى المناطق المدارية.

إن قدرة المياه على تحمل الحرارة أكبر بكثير من قدرة الهواء، إذ يمكن لمتر مكعب واحد من مياه البحر أن يخزن طاقة حرارية تفوق طاقتها الحرارية بحوالي 000 3 مرة من الحجم المماثل للهواء، وهذا الارتفاع في القدرة الحرارية يعني أن تيارات المحيطات يمكن أن تحمل كميات هائلة من الطاقة على مسافات طويلة بأقل قدر من الخسائر، حيث تتدفق التواريخ على طول السواحل، فإنها تطلق أو تستوعب الحرارة من الغلاف الجوي، مما يرسم مباشرة المناخ المحلي والإقليمي.

صفان رئيسيان من تيار المحيط

تيار السطح يقوده (ويند)

إن الريح التجارية، والرياح، والأعمدة الشرقية القطبية، تتدفق المياه السطحية إلى مناطق شاسعة، وثباتات دائرية تسمى الغيير، وسرعة مياه الكردي في نصف الكرة الشمالي، وسرعة العواصف المقابلة في نصف الكرة الجنوبي، وتدفقات المياه في كل جانب من أحواض المحيط الهادئ.

أعماق المحيط

وفوق السطح، ينتقل تداول أبطأ ولكن أكثر تضخما إلى المياه في أعماق يتراوح بين 000 1 و 000 4 متر، ويقود هذا النظام العميق للمحيطات الحالية إلى فروق في كثافة المياه، التي تتوقف على درجة الحرارة والملوحة - ومن ثم ينتقل ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الحراري، ويدور في مياه البحر الملونة في شمال المحيط الأطلسي وحول أنتاركتيكا، ثم ينتشر في أحواض المحيط، ويرتفع في نهاية المطاف في المحيط والمحيط الهندي.

Regional Climate Impacts: Warm Currents Versus Cold Currents

The Gulf Stream and the Climate of Western Europe

وربما يكون هذا التيار الأقوى في منطقة الخليج هو أكثر الأمثلة شهرة على تأثير التيار الدافئ على المناخ القاري، حيث إن متوسط خط العرض في منطقة الخليج الغربي في شمال الولايات المتحدة، الذي يرجح أن يكون في شمال غربي المحيط الأطلسي، هو أقل من ٥ درجات مئوية.

External link 1:] Learn more about the Gulf Stream’s heat transport from ]NOA’s Ocean Currents resource].

The Kuroshio Current and East Asia

وفي منطقة المحيط الهادئ، يؤدي تيار كوروشيو دورا مماثلا لليابان وكوريا والساحل الشرقي للصين، كما أن المياه الدافئة من المناطق المدارية تتدفق شمالا، وتدير الشتاء في هذه المناطق وتسهم في هطول الأمطار الذي يدعم زراعة الأرز، كما أن الكروشيو يغذي توسيع المياه الدافئة إلى شمال المحيط الهادئ، ويؤثر على مناخ جزر ألوتيان، بل ويخلق تفاعلا بين الساحل الجنوبي الكروشي.

Cold Currents and Coastal Deserts

ويحدث تيار المحيط الباردة آثارا عكسية على المناخ القاري، ويجلب تيار كاليفورنيا مياها باردة من الشمال إلى ساحل كاليفورنيا، ويبقي الصيف الساحلي معتدلا ويخلق ضبابا متكررا، ويوفر هذا الضباب طفرة حرجة بالنسبة للأحراج الساحلية وغيرها من النظم الإيكولوجية، ويتجه جنوبا، يتدفق التيار شمالا على طول الساحل الغربي لأمريكا الجنوبية، ويبرد هذا السور الحالي الذي يطفأ به الهواء.

External link 2:] Read about the Humboldt Current’s role in creating the Atacama Desert from ]NASA’s Earth Observatory].

The Labrador Current and Eastern Canada

كما أن التيار البارد يمكن أن يجلب الشتاء القاسي، ويحمل تيار لابرادور مياها باردة من القطب الشمالي جنوبا على طول ساحلي لابرادور ونيوفوندلاند، ويحافظ هذا التيار على درجات الحرارة الصيفية باردة ويسهم في تكوين الجليد البحري وثدي الجليد، كما أن تذبذب أحواض الخليج الدافئة وتيار لابرادور البارد قبالة البنوك الكبرى يخلق واحدا من أكثر المناطق البحرية إنتاجا من الناحية البيولوجية في العالم، ولكنه يؤدي أيضا إلى تفجر

Thermohaline Circulation: The slow But Powerful Climate Regulator

وفي حين تؤثر تيارات السطح على المناخ الإقليمي في المواسم إلى النطاقات الزمنية السنوية، فإن تداول حرارة الحرارة يعمل على مدى قرون وألفينيا، حيث إن عمق التقلبات البرية في المحيط الأطلسي هو عنصر رئيسي في حركة ثاني أكسيد الكربون، وتدفق المياه المالحة شمالا بالقرب من السطح، وتطلق الحرارة إلى الغلاف الجوي (أوربا الشمالية)، ثم تصبح أعمق برودة وثديية.

إن لجنة الرصد البحرية الآسيوية حساسة إزاء التغيرات في مدخلات المياه العذبة، وإذا دخل الماء الطازج إلى شمال الأطلسي - من مذابح الانصهار، أو زيادة ثلج البحر في المنطقة القطبية الشمالية، أو زيادة التهطال - فإن المياه السطحية تصبح أقل ملحا وأقل كثافة، أو تقلل أو حتى توقف عملية الغرق، وتشير سجلات المحيط إلى أن لجنة الرصد والتحقق والتفتيش قد تباطأت أو انهارت خلال سنوات الجليد الماضية، مما أدى إلى تباطؤ في المناخ.

External link 3:] For current research on the AMOC, see ]Woods Hole Oceanographic Institution’s overview of AMOC.

المحيطات والغلاف الجوي: الشبكة العالمية للمحيطات وبحوثها العالمية

إن تيار المحيط مقترن بشدة بأنماط التداول في الغلاف الجوي، إذ أن النينيو - جنوبي المحصول مثال رئيسي على الكيفية التي يمكن بها للتغيرات في التيارات البحرية أن تغير المناخ في مختلف القارات، وفي أثناء حدث النينيو، تضعف الرياح التجارية، مما يسمح بانهيار المياه الدافئ شرقا عبر المحيط الهادئ الاستوائية، مما يعطل الارتفاع الطبيعي في مصائد الأسماك الباردة الغنية بالهواء.

ويظهر هذا النظام قدرة تيارات المحيطات على نطاق عالمي، إذ يمكن أن يؤثر التحول في درجات قليلة من درجة الحرارة السطحية البحرية على المون في الهند، ونشاط الأعاصير في المحيط الأطلسي، ودرجات الحرارة في الشتاء في أمريكا الشمالية، كما أن هناك تغيرات بطيئة في دورة المياه الجوفية الأخرى المحيطية والمحيطية، مثل دورة التذبذب في قاع المحيط الهادئ، وطول فترة الجفاف في المحيط الأطلسي.

أنماط التهطال وتوزيع المياه العذبة

وتؤثر تيارات المحيطات على التهطال في المناطق الساحلية، حيث تزيد تيارات الحرب من محتوى الرطوبة من الهواء فوقها، وتشكل الغيوم التي تنقل داخلها الرياح السائدة، فعلى سبيل المثال، فإن الريح الاستوائي من الأرض في البرازيل، الذي يغذي حوض الأمازون، ويغذي الغابات المطيرة، وعلى النقيض من ذلك، فإن التيارات الباردة تحجب التهرب مما يؤدي إلى القاحلة.

الأثر على الزراعة والنظم الإيكولوجية والمستوطنات البشرية

الزراعة

ويعتمد المزارعون على أنماط مناخية يمكن التنبؤ بها تتشكل من تيارات المحيطات، ففي كاليفورنيا، يتيح المناخ الرائع والمستقر الذي ينتجه تيار كاليفورنيا زراعة المحاصيل مثل الأغشية، والعنب، والمفرات التي تُحس بالحرارة القصوى، وفي أوروبا، تُحدث الشتاءات الصغيرة من ندرة مياه الأمطار في منطقة الخليج، وزراعة الماشية في الشمال في اسكتلندا والنرويج.

النظم الإيكولوجية البحرية والأرضية

إن مناطق المرتفعات - حيث ترتفع المياه العميقة والباردة والغنية بالمغذيات إلى السطح - هي أكثر مصائد الأسماك إنتاجية في العالم، كما أن تيار كاليفورنيا، وتيار هامبولت، وتيار الكاناري، وتيار بنغيلا، كلها تدعم صناعات صيد الأسماك الرئيسية، وعلى الأرض، فإن الضباب الساحلي من التيارات الباردة يحافظ على نظم إيكولوجية فريدة مثل الحطب الساحلي في كاليفورنيا، وعلى ضباب النمو.

المستوطنات البشرية

ويعيش نصف سكان العالم تقريبا في حدود ٢٠٠ كيلومتر من الساحل، ويسود مناخ تلك المناطق الساحلية بشكل عميق من تيارات المحيط، حيث تجعل تيارات الحرب مدن ذات خط رفيع مثل ريكجافيك )أيسلندا( ذات مدار عام، وتحافظ التيارات الباردة على المدن الساحلية الاستوائية مثل ليما )بيرو( باردة بشكل غير متوقع، وقد أثر استقرار هذه الأنماط في تغيرات المحيطات في المستقبل، وفي كيفية تطورها.

Climate Change: How Rising Temperatures are Altering Ocean Currents

ومع تزايد حرارة غازات الدفيئة، فإن المحيط يستوعب نحو 90 في المائة من تلك الطاقة الزائدة، حيث يتوسع الماء المشتعل، ويرفع مستويات سطح البحر، ولكنه يغير أيضاً مستويات الكثافة التي تدفع تداول حرارياً، وقد تتلقى شمال الأطلسي المزيد من المياه العذبة من تآكل الجليد في غرينلاند، وهو ما يمكن قياسه بالفعل في إبطاء حركة الأوعية المائية، وفي الوقت نفسه، تتحول التيار السطحي إلى القطب، وتتغير أنماط الرياح.

ويستخدم العلماء نماذج عالية الاستبانة وملاحظات مباشرة للمحيطات لتتبع هذه التغيرات، ولا يزال المسار المستقبلي غير مؤكد، ولكن احتمال حدوث تحولات مفاجئة في المناخ بسبب التغيرات الجارية في المحيطات هو أحد أكثر النقاط التي تتعلق ب " نقاط الانطلاق " في نظام المناخ، ويجب على واضعي السياسات والمجتمعات المحلية التخطيط لمجموعة من السيناريوهات، بدءا من التحولات التدريجية إلى إعادة التنظيم المفاجئ لتداول المحيطات.

الاستنتاج: المحيطات تيار بوصفها محفوظات سلسة للمناخ القاري

إن تيارات المحيطات قوة أساسية في نظام المناخ في الأرض، وهي درجات حرارة متوسطة، وتوزيع الأمطار، وتنظيم الإنتاجية البحرية، والتأثير على أنماط الطقس من المستوى المحلي إلى المستوى العالمي، وتعطي منطقة الخليج أوروبا مناخها المعتدل؛ وتيار هومبولت يخلق تنبؤات بأتكاما؛ ويمكن أن تؤدي المنظمة إلى حدوث الفيضانات على جانب من المحيط الهادئ والجفاف على الصعيد الآخر، حيث أن تغير المناخ يدفع نظام المحيطات الجديد إلى التكيف.