أظهر بحث جديد أن الأعاصير تدفع الحرارة إلى عمق أعمق في المحيط أكثر مما أدركه العلماء ، مما يزيد من ارتفاع درجة حرارة المحيط على المدى الطويل

عندما يضرب إعصار الأرض ، يمكن أن يكون الدمار مرئيًا لسنوات أو حتى عقود. ما هو أقل وضوحًا ، ولكنه قوي أيضًا ، هو تأثير الأعاصير على المحيطات.

في دراسة جديدة ، أظهرنا من خلال القياسات في الوقت الفعلي أن الأعاصير لا تزعج المياه فقط على السطح. يمكنهم أيضًا دفع الحرارة إلى أعماق المحيط بطرق يمكن أن تحبسها لسنوات وتؤثر في النهاية على مناطق بعيدة عن العاصفة.

الحرارة هي العنصر الأساسي في هذه القصة. من المعروف منذ فترة طويلة أن الأعاصير تكتسب طاقتها من درجات حرارة سطح البحر الدافئة. تساعد هذه الحرارة الهواء الرطب بالقرب من سطح المحيط على الارتفاع مثل منطاد الهواء الساخن وتشكيل سحب أطول من جبل إفرست. هذا هو السبب في أن الأعاصير تتشكل بشكل عام في المناطق الاستوائية.

ما اكتشفناه هو أن الأعاصير تساعد في نهاية المطاف في تدفئة المحيط أيضًا ، من خلال تعزيز قدرته على امتصاص الحرارة وتخزينها. ويمكن أن يكون لذلك عواقب بعيدة المدى.

عندما تخلط الأعاصير الحرارة في المحيط ، فإن هذه الحرارة لا تطفو على السطح في نفس المكان فقط. لقد أظهرنا كيف يمكن للموجات تحت الماء التي تنتجها العاصفة أن تدفع الحرارة أربع مرات تقريبًا أعمق من الاختلاط وحده ، مما يرسلها إلى عمق حيث تكون الحرارة محتجزة بعيدًا عن السطح. من هناك ، يمكن لتيارات أعماق البحار أن تنقلها آلاف الأميال. يمكن أن ينتهي الإعصار الذي ينتقل عبر غرب المحيط الهادئ ويضرب الفلبين بتزويد المياه الدافئة التي تسخن ساحل الإكوادور بعد سنوات.

في البحر ، يبحث عن الأعاصير

لمدة شهرين في خريف عام 2018 ، عشنا على متن سفينة الأبحاث Thomas G. Thompson لتسجيل كيفية استجابة بحر الفلبين لتغير أنماط الطقس. كعلماء محيطات ، ندرس الخلط المضطرب في المحيطات والأعاصير والعواصف الاستوائية الأخرى التي تولد هذا الاضطراب.

كانت السماء صافية والرياح هادئة خلال النصف الأول من تجربتنا. لكن في النصف الثاني ، أثارت ثلاثة أعاصير كبرى – كما تُعرف الأعاصير في هذا الجزء من العالم – المحيط.

سمح لنا هذا التحول بإجراء مقارنة مباشرة بين حركات المحيط مع تأثير العواصف وبدونه. على وجه الخصوص ، كنا مهتمين بمعرفة كيف أن الاضطرابات تحت سطح المحيط تساعد في نقل الحرارة إلى أعماق المحيط.

نقيس اضطراب المحيط بأداة تسمى أداة تعريف البنية المجهرية ، والتي تسقط بحرية ما يقرب من 1000 قدم (300 متر) وتستخدم مسبارًا مشابهًا لإبرة الفونوغراف لقياس الحركات المضطربة للمياه.

ماذا يحدث عندما يأتي إعصار

تخيل المحيط الاستوائي قبل أن يمر إعصار فوقه. توجد على السطح طبقة من الماء الدافئ ، أكثر دفئًا من 80 درجة فهرنهايت (27 درجة مئوية) ، يتم تسخينها بواسطة الشمس وتمتد حوالي 160 قدمًا (50 مترًا) تحت السطح. تحته طبقات من الماء البارد.

يحافظ الاختلاف في درجات الحرارة بين الطبقات على فصل المياه عن بعضها البعض وغير قادرة فعليًا على التأثير على بعضها البعض. يمكنك التفكير في الأمر مثل التقسيم بين الزيت والخل في زجاجة غير مهزوزة من صلصة السلطة.

عندما يمر إعصار فوق المحيط الاستوائي ، تساعد رياحه القوية في تحريك الحدود بين طبقات المياه ، تمامًا مثل شخص يهز زجاجة صلصة السلطة. في هذه العملية ، يتم خلط الماء البارد العميق من الأسفل ويتم خلط الماء السطحي الدافئ إلى الأسفل. يؤدي هذا إلى تبريد درجات حرارة السطح ، مما يسمح للمحيطات بامتصاص الحرارة بشكل أكثر كفاءة من المعتاد في الأيام التي تلي الإعصار.

لأكثر من عقدين من الزمن ، ناقش العلماء ما إذا كانت المياه الدافئة التي تختلط إلى أسفل بفعل الأعاصير يمكن أن تسخن تيارات المحيطات وبالتالي تشكل أنماط المناخ العالمي. كان جوهر هذا السؤال هو ما إذا كان بإمكان الأعاصير ضخ الحرارة بعمق كافٍ بحيث تبقى في المحيط لسنوات.

من خلال تحليل قياسات المحيطات الجوفية التي تم أخذها قبل وبعد ثلاثة أعاصير ، وجدنا أن الموجات تحت الماء تنقل الحرارة تقريبًا أربعة أضعاف في المحيط من الاختلاط المباشر أثناء الإعصار. هذه الموجات ، التي يولدها الإعصار نفسه ، تنقل الحرارة بعمق كافٍ بحيث لا يمكن إطلاقها بسهولة مرة أخرى في الغلاف الجوي.

تداعيات الحرارة في أعماق المحيطات

بمجرد أن تلتقط تيارات المحيط واسعة النطاق هذه الحرارة ، يمكن نقلها إلى أجزاء بعيدة من المحيط.

ربما تدفقت الحرارة التي حققتها الأعاصير التي درسناها في بحر الفلبين إلى سواحل الإكوادور أو كاليفورنيا ، وفقًا للأنماط الحالية التي تنقل المياه من الغرب إلى الشرق عبر المحيط الهادئ الاستوائي.

عند هذه النقطة ، يمكن خلط الحرارة مرة أخرى مع السطح بمزيج من التيارات الضحلة ، والارتفاع الصاعد والخلط المضطرب. بمجرد اقتراب الحرارة من السطح مرة أخرى ، يمكن أن يسخن المناخ المحلي ويؤثر على النظم البيئية.

على سبيل المثال ، تعتبر الشعاب المرجانية حساسة بشكل خاص لفترات طويلة من الإجهاد الحراري. أحداث النينيو هي السبب النموذجي وراء ابيضاض المرجان في الإكوادور ، لكن الحرارة الزائدة من الأعاصير التي لاحظناها قد تساهم في إجهاد الشعاب المرجانية وتبييض الشعاب المرجانية بعيدًا عن مكان ظهور العواصف.

من الممكن أيضًا أن تظل الحرارة الزائدة من الأعاصير داخل المحيط لعقود أو أكثر دون العودة إلى السطح. سيكون لهذا في الواقع تأثير مخفف على تغير المناخ.

نظرًا لأن الأعاصير تعيد توزيع الحرارة من سطح المحيط إلى أعماق أكبر ، فيمكنها المساعدة في إبطاء ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي للأرض عن طريق الحفاظ على الحرارة في المحيط.

لطالما فكر العلماء في الأعاصير على أنها أحداث متطرفة تغذيها حرارة المحيط وتشكلها مناخ الأرض. تضيف النتائج التي توصلنا إليها ، والتي نُشرت في Proceedings of the National Academy of Sciences ، بُعدًا جديدًا لهذه المشكلة من خلال إظهار أن التفاعلات تسير في كلا الاتجاهين – فالأعاصير نفسها لديها القدرة على تسخين المحيط وتشكيل مناخ الأرض.