تضرب الأنهار في الغلاف الجوي القطب الشمالي في كثير من الأحيان ، وتؤدي بشكل متزايد إلى ذوبان الجليد البحري

أصبحت أنهار الغلاف الجوي ، تلك التدفقات الطويلة والقوية من الرطوبة في السماء ، أكثر تواترًا في القطب الشمالي ، وهي تساعد في إحداث تقلص كبير في الغطاء الجليدي البحري في القطب الشمالي.

في حين أن القليل من الجليد قد يكون له بعض الفوائد – حيث سيسمح بمزيد من الشحن في الشتاء والوصول إلى المعادن – فإن فقدان الجليد البحري يساهم أيضًا في الاحترار العالمي والعواصف الشديدة التي تسبب أضرارًا اقتصادية خارج القطب الشمالي.

أنا عالم الغلاف الجوي. في دراسة جديدة لبحر بارنتس-كارا ووسط القطب الشمالي المجاور ، نُشرت في 6 فبراير 2023 ، في Nature Climate Change ، وجدت أنا وزملائي أن هذه العواصف وصلت إلى هذه المنطقة في كثير من الأحيان وكانت مسؤولة عن أكثر من ثلث تراجع الجليد البحري الشتوي المبكر في المنطقة منذ عام 1979.

أنهار الغلاف الجوي أكثر تواترا

بحلول أوائل الشتاء ، تكون درجة الحرارة في معظم أنحاء القطب الشمالي أقل بكثير من درجة التجمد وتكون الأيام مظلمة في الغالب. يجب أن ينمو الجليد البحري وينتشر على مساحة أوسع. ومع ذلك ، فقد انخفضت المساحة الإجمالية مع الجليد البحري في القطب الشمالي بشكل كبير في العقود الأخيرة.

جزء من السبب هو أن أنهار الغلاف الجوي كانت تخترق المنطقة بشكل متكرر في العقود الأخيرة.

حصلت الأنهار في الغلاف الجوي على اسمها لأنها في الأساس أنهار طويلة من بخار الماء في السماء. إنها تحمل الحرارة والماء من المحيطات شبه الاستوائية إلى مناطق خطوط العرض الوسطى وما وراءها. شهدت كاليفورنيا ونيوزيلندا على حد سواء هطول أمطار غزيرة من عدة أنهار في الغلاف الجوي في يناير 2023. كما تدفع هذه العواصف أيضًا الجزء الأكبر من الرطوبة التي تصل إلى القطب الشمالي.

يمكن للهواء الدافئ أن يحمل المزيد من بخار الماء. لذلك مع ارتفاع حرارة الكوكب والقطب الشمالي ، يمكن أن تصبح الأنهار والعواصف الأخرى التي تحمل الكثير من الرطوبة أكثر شيوعًا – بما في ذلك المناطق الأكثر برودة مثل القطب الشمالي.

عندما تعبر الأنهار في الغلاف الجوي فوق الجليد البحري المتشكل حديثًا ، يمكن أن تؤدي حرارتها وهطول الأمطار إلى إذابة الغطاء الجليدي الرقيق والهش بعيدًا. سيبدأ الجليد في النمو سريعًا إلى حد ما ، لكن تغلغل الأنهار العرضية في الغلاف الجوي يمكن أن يذوبه بسهولة مرة أخرى. يعني التكرار المتزايد لهذه العواصف أن استقرار الغطاء الجليدي يستغرق وقتًا أطول.

نتيجة لذلك ، لا ينتشر الجليد البحري إلى الحد الذي تسمح به درجة حرارة الشتاء الباردة عادةً ، مما يترك المزيد من مياه المحيط مفتوحة لفترة أطول لإطلاق الطاقة الحرارية.

كيف تذوب الأنهار في الغلاف الجوي الجليد البحري

تؤثر الأنهار الجوية على ذوبان الجليد البحري بطريقتين أساسيتين.

مزيد من هطول الأمطار يتساقط على شكل مطر. لكن التأثير الأكبر على فقدان الجليد ينطوي على بخار الماء في الغلاف الجوي. عندما يتحول بخار الماء إلى هطول أمطار ، تطلق العملية الكثير من الحرارة ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي. لبخار الماء أيضًا تأثير الاحتباس الحراري الذي يمنع الحرارة من الهروب إلى الفضاء. جنبا إلى جنب مع تأثير السحب ، فإنها تجعل الغلاف الجوي أكثر دفئا من جليد البحر.

لقد عرف العلماء لسنوات أن الحرارة الناتجة عن عمليات نقل الرطوبة القوية يمكن أن تذوب الجليد البحري ، لكن لم يعرف أحد إلى أي مدى. هذا لأنه يكاد يكون من المستحيل تركيب أدوات على الجليد البري لإجراء مراقبة تبادل الطاقة على المدى الطويل.

نظرنا إليه بطريقة مختلفة. تمكنا من إنشاء ارتباط إحصائي بين كمية الجليد المفقودة ومتوسط ​​عدد الأنهار في الغلاف الجوي التي وصلت. في بحار بارنتس-كارا ووسط القطب الشمالي ، الربع المتجمد الشمالي الذي يتميز بأكثر نشاط نهري في الغلاف الجوي ، وجدنا أن حوالي 34٪ من تراجع الجليد من 1979 إلى 2021 يمكن أن يُعزى إلى زيادة تواتر الأنهار في الغلاف الجوي.

وصفت دراسات أخرى الزيادات في أنهار الغلاف الجوي التي تؤثر على فقدان الجليد في أنتاركتيكا وغرينلاند وعبر القطب الشمالي خلال شتاء الجليد المنخفض شبه القياسي لعام 2016-2017.

الاحترار البشري المنشأ – ارتفاع درجة الحرارة الناجم عن الأنشطة البشرية مثل حرق الوقود الأحفوري – هو سبب رئيسي لزيادة الأنهار في الغلاف الجوي. لاحظنا أيضًا بعض التأثير من التباين الطبيعي في المحيط الهادئ الاستوائي ، لكن الدراسات وجدت أن التأثير البشري من المرجح أن يطغى على تأثير التباين الطبيعي بحلول منتصف القرن الحادي والعشرين.

اقترح بحثنا السابق أنه بعد منتصف هذا القرن ، عندما تكون درجات الحرارة أكثر دفئًا ، يجب أن يشهد كل جزء من المناطق القطبية تقريبًا زيادة كبيرة في أنهار الغلاف الجوي.

ماذا يعني تراجع الجليد البحري للبشر

مثل كل شيء تقريبًا ، فإن فقدان الجليد البحري له آثار سيئة وجيدة.

قد تتيح المياه المفتوحة مزيدًا من الشحن المباشر ، لذلك يمكن للسفن الإبحار من شمال أوروبا إلى أمريكا الشمالية وشرق آسيا عبر القطب الشمالي ، وهو ما سيكون أرخص بكثير. يمكن أن يزيد أيضًا من الوصول إلى الموارد الطبيعية ، بما في ذلك النفط والغاز الطبيعي والمعادن الضرورية لإنتاج الطاقة النظيفة.

بالطبع ، الأنهار الجوية مصحوبة أيضًا برياح قوية ، مما قد يعني عواصف رياح أكثر خطورة على الشحن وتآكل المناطق الساحلية. بالنسبة لبعض الحيوانات البرية ، ستكون الآثار كارثة. تعتمد الدببة القطبية ، على سبيل المثال ، على الجليد البحري لاصطياد الفقمة. يساهم فقدان الجليد البحري أيضًا في تغير المناخ. يعكس الجليد البحري الطاقة الواردة إلى الفضاء مرة أخرى. بدونها ، تمتص المحيطات المظلمة أكثر من 90٪ من تلك الطاقة ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المحيطات ، مع تداعيات واسعة النطاق.

وفقًا لآخر تقييم عالمي نشرته الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ ، يمكن أن يكون القطب الشمالي خاليًا تمامًا من الجليد في الصيف بحلول منتصف هذا القرن. وهذا يعني جليدًا رقيقًا وهشًا عبر المنطقة بأكملها تقريبًا في أوائل الشتاء والذي سيكون عرضة لتزايد العواصف.