طور باحثون في جامعة ليفربول طريقة جديدة لقياس ذاكرة المحيطات، وكشفوا أن شمال الأطلسي يحتفظ بذاكرته لمدة عقدين تقريبًا - وهي فترة أطول بكثير مما كان مقدرًا سابقًا.أطلق فريق بحثي بقيادة جامعة ليفربول طريقة جديدة لقياس ذاكرة المحيطات، وكشف أن ذاكرة المحيطات في شمال المحيط الأطلسي تدوم لنحو عقد إلى عقدين من الزمن، وهي فترة أطول بكثير من التقديرات السابقة للسنوات القليلة الماضية.
يرتبط الغلاف الجوي والمحيطات ارتباطًا وثيقًا، حيث يؤدي تغير الغلاف الجوي إلى تقلبات في درجات حرارة المحيطات. ومع ذلك، نظرًا لأن الغلاف الجوي والمحيطات لهما نطاقات زمنية مختلفة، فإن الغلاف الجوي يتغير بشكل أسرع بكثير من المحيط، والمحيط لديه القدرة على تخزين الحرارة الزائدة لسنوات عديدة، وهو ما يسمى غالبًا "ذاكرة المحيط".
ولذلك، قد يكون من الصعب عزل وفهم كيفية تأثير التغيرات قصيرة المدى في الغلاف الجوي على التقلبات طويلة المدى في درجة حرارة المحيطات، خاصة على المقاييس الزمنية العقدية. ولمواجهة هذا التحدي، قدم الباحثون إطارًا لذاكرة المحيطات يسمح لهم بتحليل وقياس مساهمة الغلاف الجوي في تغيرات المحيطات. تم استخدام هذا الإطار لدراسة كيفية تأثير تذبذب شمال الأطلسي، وهو النمط السائد في الغلاف الجوي في نصف الكرة الشمالي، على التقلبات العقدية في درجات الحرارة تحت القطبية في شمال الأطلسي. من المتوقع أن تكون الجداول الزمنية لذاكرة المحيط في القطب الشمالي الأطلسي الشمالي في حدود عقود، وهي المدة التي تستغرقها شذوذات درجات الحرارة للاستمرار وإعادة التوزيع في المحيط قبل أن تتبدد.
يؤدي التأثير الشاذ في الغلاف الجوي إلى تغيير حالة المحيط من خلال آليتين: التأثيرات المحلية قصيرة المدى التي تتضمن التدفقات الحرارية بين الهواء والمحيط ودوران إيكمان، وتأثيرات المجال البعيد طويلة المدى التي تتضمن تغيرات في الانقلاب والدوران الدائري. يتضمن هذا الإطار كلا التأثيرين باستخدام أساليب وظيفة جرين، مما يتيح القياس الكمي لمساهمات ذاكرة المحيط والتأثير الجوي على التقلبية الحرارية للمحيطات. يستخدم هذا الإطار لدراسة تأثير تذبذب شمال الأطلسي (NAO) على تقلبات شمال المحيط الأطلسي، بما في ذلك التقلبات العقدية الأطلسية. تفسر التغيرات في دوامة شمال الأطلسي وسرعات الطائرات النفاثة في شمال الأطلسي ما يصل إلى 30% من التقلبات العقدية للمحيطات، والتي تكون مدفوعة في المقام الأول بالتغيرات الزمنية في النقل الحراري للمحيطات. ولذلك، لا يمكن صياغة التقلبات العقدية في درجة حرارة المحيطات بدقة باعتبارها استجابات سلبية للتأثيرات الجوية العشوائية فحسب.
وتشير ذاكرة المحيطات إلى استمرار ظروف المحيطات، وهي مصدر رئيسي لإمكانية التنبؤ بالنظام المناخي بما يتجاوز النطاقات الزمنية السينوبتيكية. لكن السؤال الأساسي "ما هي مدة ذاكرة المحيط؟" لم يكن واضحا. السبب وراء صعوبة تحديد ذاكرة المحيطات هو أن التغيرات المستمرة في التأثير الجوي تحجب التأثيرات طويلة المدى لحركة المحيطات.
أفاد الفريق في ورقة بحثية نُشرت في Geophysical Research Letters أنهم تمكنوا من قياس ذاكرة المحيط من خلال تتبع تطور درجة حرارة المحيط استجابةً لحدث جوي متطرف واحد.
يعزو المؤلفون الذاكرة طويلة المدى لشمال المحيط الأطلسي إلى التغيرات البطيئة في دوران المحيطات وانتقال الحرارة. وتظهر نتائجهم أن التقلبات في درجات حرارة المحيطات تؤثر على المناخ الإقليمي، مثل درجة حرارة الهواء، على مدى أكثر من عقد من الزمن. وتدعم الدراسة أيضًا التحليل الدقيق لبيانات الرصد لتعزيز التنبؤات المناخية خلال العقد المقبل.
قال الدكتور هيمانت خاتري من جامعة ليفربول، المؤلف الأول للدراسة: "تتناول هذه الدراسة السؤال الأساسي حول ماهية ذاكرة المحيطات حقًا. ويكشف إطار ذاكرة المحيط الجديد عن الآليات الفيزيائية لذاكرة المحيطات المتعددة السنوات، مما يمهد الطريق لطرق جديدة لتقييم النماذج المناخية."
البروفيسور ريك ويليامز من جامعة ليفربول هو أحد المؤلفين المشاركين في البحث: "هذه هي المرة الأولى التي نقوم فيها بقياس ذاكرة المحيطات. لقد وجدنا أن النماذج المناخية الحديثة تقلل بشكل كبير من تقدير ذاكرة المحيطات مقارنة بالتقديرات القائمة على المراقبة، مع تقديرات تتراوح من 8 إلى 10 سنوات فقط. يمكن أن يكون لهذا الاختلاف الكبير في ذاكرة المحيطات تأثير كبير على دقة التنبؤات المناخية العقدية لهذه النماذج. ويوضح عملنا كيف يؤثر المحيط على مناخنا، وكيف يمكن لفهم التغيرات في درجات حرارة المحيطات أن يحسن المهارات للتنبؤات المناخية خلال العقد المقبل."
تم تجميعها من /ScitechDaily
دوى:10.1029/2024GL110333