Profesör Tiffany Shaw, Profesör, Jeoloji Bilimleri Bölümü, Chicago Üniversitesi
Güney yarımküre oldukça çalkantılı bir yerdir. Çeşitli enlemlerdeki rüzgarlar "kükreyen kırk derece", "şiddetli elli derece" ve "çığlık atan altmış derece" olarak tanımlanmıştır. Dalgalar 24 metreye (78 fit) kadar ulaşmaktadır.
Hepimizin bildiği gibi, kuzey yarımkürede hiçbir şey güney yarımküredeki şiddetli fırtınalar, rüzgarlar ve dalgalarla boy ölçüşemez. Neden?
Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri'nde yayımlanan yeni bir çalışmada, meslektaşlarım ve ben fırtınaların neden güney yarımkürede kuzey yarımküreden daha sık görüldüğünü ortaya çıkardık.
Gözlemlerden, teorilerden ve iklim modellerinden elde edilen çeşitli kanıtları bir araya getiren sonuçlarımız, küresel okyanus "taşıma bantlarının" ve kuzey yarımküredeki büyük dağların temel rolüne işaret ediyor.
Ayrıca, zamanla güney yarımküredeki fırtınaların daha şiddetli hale geldiğini, kuzey yarımküredekilerin ise daha şiddetli hale 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 yapılıyordu. Bu, bilim insanlarına kuzey yarımküredeki fırtınanın net bir resmini veriyordu. Ancak, karaların yaklaşık %20'sini kaplayan Güney Yarımküre'de, 1970'lerin sonlarında uydu gözlemleri kullanıma sunulana kadar fırtınaların net bir resmini elde edemedik.
Uydu çağının başlangıcından bu yana onlarca yıl süren gözlemlerden, güney yarımküredeki fırtınaların kuzey yarımküredekilerden yaklaşık yüzde 24 daha şiddetli olduğunu biliyoruz.
Bu, aşağıdaki haritada gösterilmiştir. Bu harita, Güney Yarımküre (üstte), Kuzey Yarımküre (ortada) için gözlemlenen ortalama yıllık fırtına yoğunluğunu ve bunlar arasındaki farkı (altta) 1980'den 2018'e kadar göstermektedir. (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 renkle gölgelendirilmiş) yoğunluklarını göstermektedir. Fark haritası, fırtınaların Güney Yarımküre'de çoğu enlemde Kuzey Yarımküre'dekinden (turuncu renkle gölgelendirilmiş) 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 uyguluyor ve Dünya'nın atmosferini ve iklimini anlamak için kullanıyoruz.
Bu yaklaşımın en ünlü örneği, "küresel ısınmaya ilişkin güvenilir öngörüsü" nedeniyle 2021 Nobel Fizik Ödülü'nü alan Dr. Shuro Manabe'nin öncü çalışmasıdır. Bu yaklaşımın öngörüleri, en basit tek boyutlu sıcaklık modellerinden tam teşekküllü üç boyutlu modellere kadar uzanan, Dünya ikliminin fiziksel modellerine dayanmaktadır. Farklı fiziksel karmaşıklıktaki modeller aracılığıyla iklimin atmosferdeki artan karbondioksit seviyelerine verdiği tepkiyi inceler ve altta yatan fiziksel olaylardan ortaya çıkan sinyalleri izler.
Güney Yarımküre'deki fırtınaları daha iyi anlamak için, fizik tabanlı iklim modellerinden elde edilen veriler de dahil olmak üzere çeşitli kanıtlar topladık. İlk adımda, enerjinin Dünya genelinde nasıl dağıldığına dair gözlemleri inceliyoruz.
Dünya küre şeklinde olduğundan, yüzeyi Güneş'ten gelen güneş ışınlarını 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 "kinetik" hareket enerjisine dönüştürürler. Bu geçiş, "baroklinik kararsızlık" olarak bilinen bir süreçle gerçekleşir.
Bu görüş, Güney Yarımküre'deki daha fazla fırtınanın, her iki yarımküre de aynı miktarda güneş ışığı aldığı için, gelen güneş ışığıyla açıklanamayacağını öne sürüyor. Bunun yerine, gözlemsel analizimiz, güney ve kuzey arasındaki fırtına yoğunluğu farkının iki farklı faktörden kaynaklanabileceğini öne sürüyor.
İlk olarak, genellikle "taşıma bandı" olarak adlandırılan okyanus enerjisinin taşınması. Su, Kuzey Kutbu yakınlarında batar, okyanus tabanı boyunca akar, Antarktika etrafında yükselir ve ekvator boyunca kuzeye doğru akarak beraberinde enerji taşır. Sonuç, enerjinin Antarktika'dan Kuzey Kutbu'na aktarılmasıdır. Bu durum, Güney Yarımküre'de ekvator ile kutuplar arasında Kuzey Yarımküre'ye göre daha büyük bir enerji kontrastı oluşturarak Güney Yarımküre'de daha şiddetli fırtınalara neden olur.
İkinci etken ise, Manabe'nin daha önceki çalışmasının da öne sürdüğü gibi, fırtınaları azaltan kuzey yarımküredeki büyük dağlardır. Büyük dağ sıraları üzerindeki hava akımları, fırtınalar için mevcut enerji miktarını azaltan sabit yüksek ve alçak basınçlar oluşturur.
Ancak, gözlemlenen verilerin analizi tek başına bu nedenleri doğrulayamaz, çünkü çok fazla faktör aynı anda işleyip etkileşime girer. Ayrıca, önemlerini test etmek için bireysel nedenleri göz ardı edemeyiz.
Bunu yapmak için, farklı faktörler ortadan kaldırıldığında fırtınaların nasıl değiştiğini incelemek amacıyla iklim modellerini kullanmamız gerekiyor.
Simülasyonda Dünya'nın dağlarını düzleştirdiğimizde, yarımküreler arasındaki fırtına yoğunluğu farkı yarıya indi. Okyanustaki taşıma bandını kaldırdığımızda ise fırtına farkının diğer yarısı ortadan kalktı. Böylece, ilk kez güney yarımküredeki fırtınalar için somut bir açıklama ortaya çıkarmış olduk.
Fırtınalar aşırı rüzgarlar, sıcaklıklar ve yağışlar gibi ciddi sosyal etkilerle ilişkilendirildiğinden, cevaplamamız gereken önemli soru gelecekteki fırtınaların daha güçlü mü yoksa daha zayıf mı olacağıdır.
Carbon Brief'in tüm önemli makale ve bildirilerinin derlenmiş özetlerini e-posta yoluyla alın. Bültenimiz hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın.
Carbon Brief'in tüm önemli makale ve bildirilerinin derlenmiş özetlerini e-posta yoluyla alın. Bültenimiz hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın.
Toplumları iklim değişikliğinin etkileriyle başa çıkmaya hazırlamanın temel araçlarından biri, iklim modellerine dayalı tahminlerin sunulmasıdır. 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 bekleniyor. Bu durum kısmen, fırtınaları daha güçlü hale getiren tropik bölgelerdeki ısınma ile onları daha zayıf hale getiren Arktik'teki hızlı ısınma arasındaki rekabet eden mevsimsel etkilerden kaynaklanıyor.
Ancak, iklim şu anda değişiyor. Son birkaç on yıldaki değişikliklere baktığımızda, güney yarımkürede yıl boyunca ortalama fırtınaların daha yoğun hale geldiğini, kuzey yarımkürede ise aynı dönemdeki iklim modeli tahminleriyle tutarlı olarak, ihmal edilebilir düzeyde değişiklikler yaşandığını görüyoruz.
Modeller sinyali olduğundan az tahmin etse de, aynı fiziksel nedenlerle meydana gelen değişikliklere işaret ediyor. Yani, okyanustaki değişiklikler fırtınaları artırıyor çünkü daha sıcak su ekvatora doğru hareket ediyor ve Antarktika çevresinde yüzeye daha soğuk su çıkıyor, bu da ekvator ile kutuplar arasında daha güçlü bir kontrast oluşturuyor.
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 riski çok yüksek. Gelecekteki çalışmalar için modellerin gözlemlenen sinyali neden olduğundan az tahmin ettiğini belirlemek önemli olacak, ancak doğru fiziksel nedenlerle doğru cevabı bulmak da aynı derecede önemli olacak.
Xiao, T. ve diğerleri (2022) Güney Yarımküre'deki fırtınalar, arazi şekilleri ve okyanus sirkülasyonundan kaynaklanmaktadır, Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri, doi: 10.1073/pnas.2123512119
Carbon Brief'in tüm önemli makale ve bildirilerinin derlenmiş özetlerini e-posta yoluyla alın. Bültenimiz hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın.
Carbon Brief'in tüm önemli makale 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 ekleyerek ticari olmayan amaçlarla olduğu gibi çoğaltabilirsiniz. Ticari kullanım için lütfen bizimle iletişime geçin.