Profesör Tiffany Shaw, Profesör, Jeoloji Bilimleri Bölümü, Chicago Üniversitesi
Güney yarımküre çok çalkantılı bir yerdir. Çeşitli enlemlerdeki rüzgarlar "kükreyen kırk derece", "şiddetli elli derece" ve "çığlık atan altmış derece" olarak tanımlanmıştır. Dalgalar tam 78 feet'e (24 metre) ulaşır.
Hepimizin bildiği gibi, kuzey yarımkürede hiçbir şey güney yarımküredeki şiddetli fırtınalar, rüzgarlar ve dalgalarla boy ölçüşemez. Neden?
Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri'nde yayınlanan yeni bir çalışmada, meslektaşlarım ve ben fırtınaların neden güney yarımkürede kuzey yarımküreye göre daha sık görüldüğünü ortaya çıkardık.
Gözlemlerden, teorilerden ve iklim modellerinden elde edilen çeşitli kanıtları birleştiren sonuçlarımız, küresel okyanus "taşıma bantlarının" ve kuzey yarımküredeki büyük dağların temel rolüne işaret ediyor.
Ayrıca, zamanla güney yarımküredeki fırtınaların daha yoğun hale geldiğini, kuzey yarımküredekilerin ise gelmediğini gösteriyoruz. Bu, küresel ısınmanın iklim modeli modellemesiyle tutarlıdır.
Bu değişiklikler önemli çünkü daha güçlü fırtınaların aşırı rüzgarlar, sıcaklıklar ve yağışlar gibi daha şiddetli etkilere yol açabileceğini biliyoruz.
Uzun bir süre boyunca, Dünya'daki hava durumu gözlemlerinin çoğu karadan yapıldı. Bu, bilim insanlarına kuzey yarımküredeki fırtına hakkında net bir resim verdi. Ancak, karaların yaklaşık %20'sini kaplayan Güney Yarımküre'de, 1970'lerin sonlarında uydu gözlemleri kullanılabilir hale gelene kadar fırtınalar hakkında net bir resim elde edemedik.
Uydu çağının başlangıcından bu yana onlarca yıl süren gözlemlerden, güney yarımküredeki fırtınaların kuzey yarımküredekilerden yaklaşık yüzde 24 daha güçlü olduğunu biliyoruz.
Bu, aşağıdaki haritada gösterilmiştir. Bu haritada, Güney Yarımküre (üstte), Kuzey Yarımküre (ortada) için gözlemlenen ortalama yıllık fırtına yoğunluğu ve 1980'den 2018'e kadar bunlar arasındaki fark (altta) gösterilmektedir. (İlk ve son haritalar arasındaki karşılaştırmada Güney Kutbu'nun en üstte olduğunu unutmayın.)
Harita, Güney Yarımküre'de Güney Okyanusu'ndaki fırtınaların sürekli yüksek yoğunluğunu ve Kuzey Yarımküre'de Pasifik ve Atlantik Okyanusları'ndaki (turuncu gölgeli) yoğunluklarını göstermektedir. Fark haritası, fırtınaların Güney Yarımküre'de Kuzey Yarımküre'den (turuncu gölgeli) çoğu enlemde daha güçlü olduğunu göstermektedir.
Her ne kadar birçok farklı teori olsa da, iki yarımküre arasındaki fırtınalardaki farka dair kesin bir açıklama sunan yok.
Nedenlerini bulmak zor bir iş gibi görünüyor. Atmosfer gibi binlerce kilometrelik karmaşık bir sistemi nasıl anlayabiliriz? Dünya'yı bir kavanoza koyup inceleyemeyiz. Ancak iklim fiziğini inceleyen bilim insanları tam da bunu yapıyor. Fizik yasalarını uyguluyoruz ve bunları Dünya'nın atmosferini ve iklimini anlamak için kullanıyoruz.
Bu yaklaşımın en ünlü örneği, "küresel ısınmanın güvenilir tahmini" nedeniyle 2021 Nobel Fizik Ödülü'nü alan Dr. Shuro Manabe'nin öncü çalışmasıdır. Tahminleri, en basit tek boyutlu sıcaklık modellerinden tam teşekküllü üç boyutlu modellere kadar uzanan Dünya ikliminin fiziksel modellerine dayanmaktadır. Atmosferdeki artan karbondioksit seviyelerine iklimin tepkisini, değişen fiziksel karmaşıklıktaki modeller aracılığıyla inceler ve altta yatan fiziksel olgulardan ortaya çıkan sinyalleri izler.
Güney Yarımküre'deki daha fazla fırtınayı anlamak için, fizik tabanlı iklim modellerinden gelen veriler de dahil olmak üzere çeşitli kanıt hatları topladık. İlk adımda, enerjinin Dünya genelinde nasıl dağıldığına ilişkin gözlemleri inceliyoruz.
Dünya bir küre olduğundan, yüzeyi Güneş'ten gelen güneş radyasyonunu eşit olmayan bir şekilde alır. Enerjinin çoğu, güneş ışınlarının yüzeye daha doğrudan çarptığı ekvatorda alınır ve emilir. Buna karşılık, ışığın dik açılarla çarptığı kutuplar daha az enerji alır.
Onlarca yıllık araştırmalar, bir fırtınanın gücünün bu enerji farkından kaynaklandığını göstermiştir. Esasen, bu farkta depolanan "statik" enerjiyi hareketin "kinetik" enerjisine dönüştürürler. Bu geçiş, "baroklinik instabilite" olarak bilinen bir süreçle gerçekleşir.
Bu görüş, Güney Yarımküre'deki daha fazla fırtınanın, her iki yarımküre de aynı miktarda güneş ışığı aldığı için, olay güneş ışığının açıklayamayacağını öne sürmektedir. Bunun yerine, gözlemsel analizimiz, güney ve kuzey arasındaki fırtına yoğunluğundaki farkın iki farklı faktörden kaynaklanabileceğini öne sürmektedir.
İlk olarak, sıklıkla "taşıma bandı" olarak adlandırılan okyanus enerjisinin taşınması. Su Kuzey Kutbu yakınında batar, okyanus tabanı boyunca akar, Antarktika etrafında yükselir ve ekvator boyunca kuzeye doğru geri akar ve beraberinde enerji taşır. Sonuç, enerjinin Antarktika'dan Kuzey Kutbu'na aktarılmasıdır. Bu, Güney Yarımküre'de ekvator ile kutuplar arasında Kuzey Yarımküre'den daha büyük bir enerji karşıtlığı yaratır ve Güney Yarımküre'de daha şiddetli fırtınalara neden olur.
İkinci faktör, Manabe'nin daha önceki çalışmasının da önerdiği gibi fırtınaları azaltan kuzey yarımküredeki büyük dağlardır. Büyük dağ sıraları üzerindeki hava akımları, fırtınalar için mevcut enerji miktarını azaltan sabit yüksek ve alçak noktalar yaratır.
Ancak, gözlemlenen verilerin analizi tek başına bu nedenleri doğrulayamaz çünkü çok fazla faktör aynı anda çalışır ve etkileşime girer. Ayrıca, önemlerini test etmek için bireysel nedenleri dışlayamayız.
Bunu yapmak için, farklı etkenler ortadan kaldırıldığında fırtınaların nasıl değiştiğini incelemek amacıyla iklim modellerini kullanmamız gerekiyor.
Simülasyonda dünyanın dağlarını düzelttiğimizde, yarımküreler arasındaki fırtına yoğunluğu farkı yarıya indi. Okyanusun taşıma bandını kaldırdığımızda, fırtına farkının diğer yarısı da ortadan kalktı. Böylece, ilk kez, güney yarımküredeki fırtınalar için somut bir açıklama ortaya çıkarmış olduk.
Fırtınalar aşırı rüzgarlar, sıcaklıklar ve yağış gibi ciddi sosyal etkilerle ilişkilendirildiğinden, cevaplamamız gereken önemli soru, gelecekteki fırtınaların daha güçlü mü yoksa daha zayıf mı olacağıdır.
Carbon Brief'in tüm önemli makalelerinin ve bildirilerinin derlenmiş özetlerini e-posta yoluyla alın. Bültenimiz hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın.
Carbon Brief'in tüm önemli makalelerinin ve bildirilerinin derlenmiş özetlerini e-posta yoluyla alın. Bültenimiz hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın.
Toplumları iklim değişikliğinin etkileriyle başa çıkmaya hazırlamada önemli bir araç, iklim modellerine dayalı tahminlerin sağlanmasıdır. Yeni bir çalışma, güney yarımküredeki ortalama fırtınaların yüzyılın sonuna doğru daha yoğun hale geleceğini öne sürüyor.
Aksine, Kuzey Yarımküre'deki fırtınaların ortalama yıllık yoğunluğundaki değişimlerin ılımlı olması öngörülüyor. Bu kısmen, fırtınaları daha güçlü hale getiren tropiklerdeki ısınma ile onları daha zayıf hale getiren Arktik'teki hızlı ısınma arasındaki rekabet eden mevsimsel etkilerden kaynaklanıyor.
Ancak, buradaki ve şu anki iklim değişiyor. Geçtiğimiz birkaç on yıldaki değişikliklere baktığımızda, güney yarımkürede ortalama fırtınaların yıl boyunca daha yoğun hale geldiğini, kuzey yarımkürede ise değişikliklerin ihmal edilebilir düzeyde olduğunu görüyoruz; bu da aynı dönemdeki iklim modeli tahminleriyle tutarlı.
Modeller sinyali hafife alsa da, aynı fiziksel sebeplerden dolayı meydana gelen değişiklikleri gösterirler. Yani, okyanustaki değişiklikler fırtınaları artırır çünkü daha sıcak su ekvatora doğru hareket eder ve daha soğuk su Antarktika etrafındaki yüzeye getirilerek onun yerini alır ve bu da ekvator ile kutuplar arasında daha güçlü bir kontrasta neden olur.
Kuzey Yarımküre'de okyanuslardaki değişimler deniz buzu ve karın kaybıyla dengeleniyor, bu da Arktika'nın daha fazla güneş ışığı emmesine ve ekvator ile kutuplar arasındaki kontrastın zayıflamasına neden oluyor.
Doğru cevabı bulmanın riskleri yüksektir. Gelecekteki çalışmalar için modellerin gözlemlenen sinyali neden hafife aldığını belirlemek önemli olacaktır, ancak doğru fiziksel nedenlerle doğru cevabı bulmak da aynı derecede önemli olacaktır.
Xiao, T. ve diğerleri (2022) Arazi şekilleri ve okyanus sirkülasyonu nedeniyle Güney Yarımküre'deki fırtınalar, Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri, doi: 10.1073/pnas.2123512119
Carbon Brief'in tüm önemli makalelerinin ve bildirilerinin derlenmiş özetlerini e-posta yoluyla alın. Bültenimiz hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın.
Carbon Brief'in tüm önemli makalelerinin ve bildirilerinin derlenmiş özetlerini e-posta yoluyla alın. Bültenimiz hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın.
CC lisansı altında yayınlanmıştır. Uyarlanmamış materyali, Carbon Brief'e ve makaleye bir bağlantı ile ticari olmayan kullanım için olduğu gibi çoğaltabilirsiniz. Ticari kullanım için lütfen bizimle iletişime geçin.