مؤسسة الكريوسفيريك للجبال القارية

مناطق الأرض المتجمدة ليست غير سليمة، فالجوئ الجليدي، وصحائف الجليد في القطب الشمالي، يعمل كعامل رئيسي في تداول نصف الكرة الشمالي في الغلاف الجوي، ويحكم وجود الجليد أو غيابه مباشرة درجة الحرارة بين القطب وخط الاستواء، وهذا التدرج، بدوره، يتحكم في سرعة وطريق تيار الترددات العالية في كندا.

مهندس الغلاف الجوي: الديناميكية الحرارية في المحيط المتجمد

والخصائص المميزة لنظام المناخ في القطب الشمالي هي توازن الطاقة السطحية، ولا يتم خلال الليل القطبي تلقي أي إشعاع شمسي، ويبرد السطح بسرعة بإشعاع الموجة الطويلة، وعندما يكون الجليد البحري موجودا، فإنه يغلي مياه المحيط الدافئ من الغلاف الجوي البارد، مما يتيح أن يصبح السطح باردا للغاية، مما يخلق طبقة حدودية مستقرة وثغرة عميقة من الهواء البارد والكثيف.

إن تأثير الطلاء يهيمن على موسم الصيف ومواسم الكتف الجليد المغطى بالثلج يعكس الغالبية العظمى من الإشعاعات القصيرة القادمة إلى الفضاء، وهذا الاستيعاب المنخفض للطاقة يحتفظ بالمستودع البارد، وعندما يذوب الجليد، يستوعب المحيط المظلم طاقة الشمس تصل إلى 90 في المائة، وهذه الحرارة مخزنة في طبقة المحيط المختلطة وتُطلق إلى الغلاف الجوي في الخريف.

وهذا التثبيت المتأخر هو العامل الحاسم، إذ أن المحيط القطبي المفتوح في الخريف يُطلق كميات هائلة من الحرارة والرطوبة في الغلاف الجوي، مما يضعف درجة الحرارة بين القطب الشمالي وخط العرض المتوسط، ويؤثر تأثيرا مباشرا على أنماط الطقس الشتوية، وتظهر الدورة الموسمية لمدى الجليد البحري انخفاضا مستمرا في الحد الأدنى الصيفي، مما يؤدي إلى موسم أطول من المياه المفتوحة ومستودع أعمق للحرارة في سطح المحيط.

تعقب آخر الاتجاهات الجليدية البحرية في أخبار الجليد البحرية في منطقة القطب الشمالي .]

"البركة العميقة" "و"الجيل الجوي"

ويؤدي التبريد المستمر للسطح فوق صحائف الجليد والجليد البحري إلى تكوين صوف عميق من البرود، وهو حجم من الهواء يكون أكثر برودة وثدياراً بكثير من الغلاف الجوي المحيط، ويتحكم في عمق وشدة هذا المسبح البارد من خلال مدى الغطاء الجليدي، ويدعم قطيع الجليد أكبر وأسمك بركة أعمق وأكثر برودة تمتد إلى الغلاف الجوي.

هذه المصارف الهوائية الكثيفة، التي تخلق نظاماً سطحياً عالي الضغط، وتُعد ارتفاعات السطح فوق القطب الشمالي (ثانوية بيفورت، وثانوية سيبيريا) تعبيرات مباشرة عن هذا الحرق الحراري، وتُحدِّد قوة ارتفاع الضغط عند حافة هذا الارتفاع سرعة الرياح، وعندما يقترب نظام منخفض الضغط من الجنوب أو الغرب، فإنه يُحدث حداً عالياً من الضغط البارد.

إن مسار هذا التفشي يحدد طبيعة الخلية التي تلت ذلك، إذ إن طلقة مباشرة جنوباً على البرايسي الكندية أو على السبوري تخلق كتلة قارية كلاسيكية، وهي مسار يحرك الهواء البارد فوق مجموعة كبيرة من المياه المفتوحة، مثل البحيرات الكبرى، وبحر أوخوتسك، أو خليج بافلين، مما يحوّله إلى مهرجان بحري مفتوح.

موجات مكبرة وقفل

إن مجرى الطائرات القطبية هو الحدود بين بركة البرد وخط العرض الدافئ، حيث إن قوته ومساره يحكمهما توازن الرياح الحرارية، وينتج ارتفاع حرارة التدرج (المسبح البارد الدافئ جنوبا) تدفقا قويا وسريعا ومستقيما نسبيا يغلق الهواء البارد في القطب الشمالي بكفاءة، وهذا تدفق زائف بقوة.

غير أن ارتفاع درجة الحرارة يؤدي إلى تيار أضعف وأبطأ للطائرات، وهذه الطائرة البطيئة عرضة لأجهزة غسيل أكبر، تعرف باسم موجات من طراز Rosby ، ويمكن أن تصبح هذه الموجات كبيرة بحيث تكسر، وتشكل تقلبات أو تحجب ارتفاعات.

The Stratospheric Polar Vortex (SSP)

فوق الغلاف الجوي يقع الغلاف الجوي الستراتوسفير والفرائس القطبية الستراتوسفيرية، وهذا تداول عاصف واسع النطاق يتكون من القطب الشمالي خلال الشتاء، وهو خزان من الهواء البارد للغاية، حيث أن دوامة قوية ومستقرة من نوع SSP تركز على القطب وتبقي الهواء البارد محتويا على ذلك، ولكن عندما تمزق موجات روسبي القوية من الغلاف الجوي الضعيف.

إن دوامة منقسمة هي حدث رئيسي، فغالبا ما تغرق جنوبا فصة واحدة من دودة الغلاف الجوي، مما يجلب البرودة الستراتوسفيرية إلى الغلاف الجوي فوق سيبيريا أو أمريكا الشمالية، وبعد بضعة أسابيع من حدوث تسارع مفاجئ في دفء الغلاف الجوي واضطرابات دوامة، واحتمال حدوث تفجر شديد في الهواء البارد وما يرتبط به من كتل في كندا وبحوث سيبيريا، تزداد بشكل كبير.

Read Carbon Brief's analysis of the Arctic amplification and winter weather link .]

شمال كندا: الأرخبيل وكاليبر

إن الجغرافيا في شمال كندا هي سلسلة من القنوات التي تستخدم في الهواء البارد، وتقـوم أرخبيلات المنطقة القطبية الكندية بالقنوات البرودة جنوبا عبر ممرات محددة، وMackenzie River Valley] هي القناة الرئيسية للطيران البارد الذي يتدفق من بحر بوفور إلى البرايس، وتدفع التضاريسات الهواء البارد الحار إلى الجنوب، في كثير من الأحيان.

The Alberta Clipper

وعندما تطفح موجات الهواء الباردة في وادي ماكينزي، فإنها تلبي الجو الأكثر دفئا نسبيا، وترفع من شوارع جبال الروك، مما يخلق منطقة بركية قوية، وهي منطقة تتباين درجات الحرارة فيها بشدة، ويمكن أن تكثف بسرعة اضطرابات صغيرة تسافر على طول هذا الحد، وتشكل ذبابة شديدة من الجليد Alberta Clipper[FLT:].

وفي حين كانت ألبرتا كليبرز عواصف جافة نسبيا، فإن المناخ المدفأ يغير طابعها، حيث يصبح الهواء أكثر دفئاً قليلاً، يمكن أن يكون أكثر رطوبة (علاقة كلوزيوس - كلافيرون)، وهذا يعني أن كليبرز يوصل بشكل متزايد معدلات هطول ثلج ثقيلة، وليس مجرد الرياح والبرد، و " ساسكاتشيوان " هو بديل إقليمي يجلب ظروفاً مزودة بالمقاطع المركزية.

خليج هدسون وخليج بافلين

إن خليج هدسون يعمل كمستودع للهواء البارد في الشتاء، الهواء فوق الخليج المتجمد بارد ومستقر بشكل لا يصدق، وعندما يتتبع نظام منخفض الضغط في شمال البحيرات الكبرى، فإنه يرسم هذا الهواء البارد جنوبا، ويخلق زلابق تقليدي من أجل أونتاريو وكويبيك، والتناقض بين الهواء البارد من الخليج والهواء الدافئ نسبيا فوق البحيرات يمكن أن ينتج عنه ثلجا حادا.

وتجتمع خليج بافين وبحر لابرادور حيث يلتقي الهواء البارد من الأرخبيل بالمياه الحارة نسبيا لريف شمال الأطلسي، وهي منطقة رئيسية لـ ] المسببة للدوافع المتفجرة (قنابل أخرى) وهذه العواصف قوية بشكل لا يصدق، مما يؤدي إلى ريح قوة الأعاصير، والصيد المسبب للثلج والثلج.

Siberia: The Siberian High and the Purgi

إن سيبيريا هي موقع أكثر البرد القاري كثافة على الكوكب، إن تشكيلها مرتبط ارتباطا مباشرا بتبريد الكتلة الأرضية وتجميد البحار الكبيرة والضحلية في كارا ولابتيف وبحر سيبيري الشرقية.

التوقيت الحرج

إن توقيت تجميد خريف بحار الرف هذه متغير حرج، ويعني التحلل المتأخر (بسبب ظروف القطب الشمالي الحار) أن المحيط ما زال يطلق الحرارة والرطوبة في الغلاف الجوي في شهري تشرين الثاني/نوفمبر وكانون الأول/ديسمبر، وهذا الوقود الرطب يصيب دواجين في المحيط القطبي الشمالي، ويؤخر الحرارة الإضافية تعزيز مرتفع سيبيريا.

ومع ذلك، فحالما تتجمد البحار وارتفاع مستوى كثافة المياه، يمكن أن تكون المجمع البارد أعمق وأكثر كثافة من السيناريو القاري البحت، ويمكن أن يكون التفشي الجوي البارد الناجم عن ذلك شديداً، حيث تنخفض درجات الحرارة إلى أقل من - 50 درجة مئوية (-58 درجة ف) في أحواض ياكوتيا، وتسجل قريتي Oymyakon وVkhoyansk مواقع ملحميضة.

"البورجي" و "البقايا الأرضية"

وتعرف هذه العواصف البيرية بـ (اللوت) و (الفرنسي) و (بورجي) و (اللوت) و (اللويز) و (السيبيري) و (السيف) و (اللويز) و (اللويز) و (اللويز) و (اللوج) و (الرياح)

ويقلل هذا الثلج المتصاعد من الرؤية إلى الصفر لأيام، وتهبط عوامل البرد الريحي إلى ما دون 70 درجة مئوية، وهذا خطر رئيسي على البنية التحتية لطريق البحر الشمالي، وميادين غاز شبه الجزيرة، ومدن نوريلسك وماغادان، وليس من غير المألوف أن تدفن المباني بالكامل عن طريق الأنجراف، كما أن حظر السفر معيار في هذه الأحداث.

فيزياء الزهرة: سنو، وويند، و فيتش

ويعرف التمزيق مزيج الرياح القوية (أكثر من 35 ميلاً) وسقوط الثلج أو تفجيره، مما يقلل من الرؤية إلى أقل من 400 متر لمدة ثلاث ساعات على الأقل، غير أن الديناميات المادية المحددة تختلف اختلافاً كبيراً بين النظامين البحري والقاري في كندا وسيبيريا.

Dry vs. Wet Regimes

إن معادلة كلوسيوس - كلابيرون تقضي بأن الهواء البارد يُحمل بخار مائي أقل بكثير، وفي قلب الشتاء على سيبيريا أو المنطقة الكندية العليا، الجو بارد جدا بحيث لا يمكن إلا دعم طبقة ضحلة من السحاب، وتتكون الثلوج من بلورات صغيرة وهوية تُطغى بشكل غير سليم، ويُهدر هذا الثلج النور بسهولة بفعل الظروف العائمة للجفاف.

وعلى النقيض من ذلك، فإن الزواحف في القطب الشمالي (النرويج، بحر بيرنغ، جنوب كندا) كثيرا ما تنطوي على هواء أكثر دفئاً، وتنتج هذه العواصف ثلجاً ثقيلاً، وقذراً، يلتزم بخطوط الطاقة وأشجارها، ويتسبب في أضرار واسعة النطاق وهروب من الطاقة، وكثيراً ما يسبق أو يعقبها المطر المتجمد، حيث يمتد الهواء الدافىء طبقة سطحية الباردة، ويخلق عاصفة جليدية خطرة.

الرسم وشرط وايت

"الصيد" هو المسافة التي تسافر بها الرياح على سطح موحّد، على المحيط المفتوح، يُحدد ارتفاع الموجة، على التوندرا أو البحيرة المجمدة،

في حالة انقطاع عن الدراسة، ينشر الضوء بشكل موحد من قبل الجسيمات الثلجية، ويزيل الظل والأفق، ويفقد تصور الشفق تماما، وهذا سبب رئيسي للوفاة خلال العواصف الشتوية، حيث يصبح الناس غير متجهين وفقدان حتى في محيطات مألوفة.

ثندرزنا

إن النهود الكثيفة، ولا سيما تلك التي تشكل على البحيرات الكبرى، أو بحر اليابان، أو خليج بافيين، يمكن أن تنتج البرق والرعد. Thundersnow عندما يكون الكتلة الهوائية غير مستقرة إلى حد بعيد، فالهواء البارد الذي ينتقل على المياه الدفيئة نسبياً يخلق طبقة متطرفة عميقة.

Predicting the Future of Arctic Blizzards

ونماذج المناخ هي أداتنا الرئيسية لفهم كيف ستتحول أنماط التوليد مع استمرار دفء القطب الشمالي، ويظهر الجيل الحالي من النماذج، وهو جزء من المرحلة السادسة من مشروع المقارنات النموذجية المزدوجة، اتجاها قويا للاحترار، ولكن استجابة العواصف الشتوية معقدة وغير مؤكدة.

The WACC Hypothesis and Model Uncertainty

وتشير افتراضات Warm Arctic-Cold Continents (WACC)] إلى أن التكثيف المستمر في القطب الشمالي سيؤدي إلى حدوث تفجرات جوية باردة وعواصف شتوية شديدة في خط العرض الوسطى، وتأييد بعض الأدلة الملاحظة ذلك: فصول الشتاء في 2021/22 و2023/24 شهدت تفككاً مبرداًاً وبطاً في أنحاء سيبيريا.

غير أن النظرية غير مقبولة عالمياً، وتشير بعض النماذج إلى أن منطقة القطب الشمالي المتضخمة للغاية ستؤدي في نهاية المطاف إلى الاحترار العام في الشتاء، مع انخفاض عدد الأحداث الباردة الشديدة، وتعاني مشكلة " من أجل المعرفة " من هذا البحث، وتختلف المناخ الطبيعي (الضوضاء) بشكل كبير جداً، مما يجعل من الصعب اكتشاف الاتجاه الطويل الأجل (الإشارة) في تواتر العواصف الشتوية.

مشكلة القرار

ويتمثل أحد التحديات في حل الجليد البحري في نماذج المناخ العالمية، إذ أن النماذج التي تمثل مجموعة الجليد كطبقة واحدة موحدة تفتقد إلى التعليقات المعقدة بين الخيوط (الثكنات في الجليد)، والجليد المتعدد السنوات، والغلاف الجوي، والنماذج ذات الاستبانة العالية التي تحل صراحة ديناميات الجليد البحري وطبقة المحيط المختلطة، هي نماذج أساسية لتحسين التنبؤات بالأنهار القطبية المنخفضة والثلوج القارية.

Seasonal Forecasting

وتعتمد شركات الطاقة في بحر الشمال، كندا، وسيبيريا على التوقعات الموسمية لتخطيط عمليات الشتاء، وتستخدمها صناعة التأمين لتقييم المخاطر، وتستثمر مراكز التنبؤ مثل المركز الأوروبي للتنبؤات المتوسطة الأجل بالأشعة الحرارية، استثمارا كبيرا في تمثيل الحالة الأولية للجليد البحري، ويقود تحسين تمثيل سميك الجليد الجليد البحري وحجمه في مسار الشتاء إلى تحسين

تعلم كيف يدمج الصندوق بيانات الجليد البحري في توقعاته .]

الأثر المجتمعي: القدرة على التكيف والمخاطر

وقد عاشت مجتمعات شمال كندا وسيبيريا مع عظام هزلية لعشرات السنين، والمعرفة التقليدية بأنماط الطقس وتقنيات البقاء عميقة، غير أن تزايد تذبذب العواصف الشتوية الحديثة وكثافة هذه العواصف يشكلان مخاطر جديدة على الهياكل الأساسية الحديثة.

فالبنية التحتية هي الضعف الرئيسي، ففي نوريلسك وسيبيريا، تبنى المباني على البرموفروت وتنشأ على الخيوط، ويمكن أن يؤدي الشتاء الذي يحمل حمولات ثلج ثقيلة إلى زعزعة الاستقرار في حالة تآكل الجليد الأرض، مما يتسبب في تذليله، وتغلق البليزرات عمليات التعدين، مما يؤثر على أسواق السلع الأساسية العالمية، وفي شمال كندا، يصبح البحث عن الغازات المهددة أمرا مستحيلا.

المحركات القطبية الشمالية و مواصلتها الجنوبية

إن العلاقة بين صحائف الجليد القطبية الشمالية والأنماط العازلة في شمال كندا وسيبيريا علاقة مباشرة مادية، والجليد ليس ضحية سلبية لتغير المناخ؛ وهو مهندس نشط في الطقس يحدد الشتاء الشمالي، وفقدان الجليد البحري، وضعف مسار الطائرات القطبية، وتعطيل دوامة القطب في الستراتوسفير يعيد كتابة قواعد النشأة العاصفة الشتوية.

وفي حين أن المستقبل ينطوي على قدر كبير من عدم اليقين، فإن هناك شيئا واضحا: فتغير الطقس الشتوي آخذ في الازدياد، فكلما كانت تزحلق في القرن الحادي والعشرين تختلف عن تلك التي كانت في القرن العشرين، وقد تكون هذه التقلبات أقل تواترا في بعض الأشهر، ولكنها ستكون أكثر كثافة عندما تحدث، وسيقود التفشي الجوي البارد محرك القطب الشمالي، وهو مفارقة تحدد عصر تغير المناخ هذا.

NASA study reveals Arctic sea ice loss is driving greater winter icefall.