أظهرت أبحاث جديدة أن الأعاصير تدفع الحرارة إلى أعماق المحيطات أكثر مما أدركه العلماء، مما يزيد من ارتفاع درجة حرارة المحيطات

عندما يضرب الإعصار الأرض، يمكن أن يكون الدمار مرئيًا لسنوات أو حتى لعقود.الأمر الأقل وضوحًا، ولكنه قوي أيضًا، هو تأثير الأعاصير على المحيطات.

في أ دراسة حديثة, ، نظهر من خلال قياسات في الوقت الفعلي أن الأعاصير لا تؤدي فقط إلى تحريك المياه على السطح.ويمكنها أيضًا دفع الحرارة إلى أعماق المحيط بطرق يمكن أن تحبسها لسنوات وتؤثر في النهاية على المناطق البعيدة عن العاصفة.

الحرارة هي العنصر الرئيسي في هذه القصة.من المعروف منذ زمن طويل أن الأعاصير تكتسب طاقتها من درجات حرارة سطح البحر الدافئة.هذه الحرارة تساعد يرتفع الهواء الرطب بالقرب من سطح المحيط مثل منطاد الهواء الساخن وتشكل السحب أطول من جبل ايفرست.ولهذا السبب تتشكل الأعاصير عمومًا في المناطق الاستوائية.

وما اكتشفناه هو أن الأعاصير تساعد في النهاية على تدفئة المحيطات أيضًا، من خلال تعزيز قدرتها على امتصاص الحرارة وتخزينها.ويمكن أن يكون لذلك عواقب بعيدة المدى.

عندما تختلط الأعاصير بالحرارة مع المحيط، فإن هذه الحرارة لا تعود إلى الظهور في نفس المكان فحسب.لقد أظهرنا كيف يمكن للموجات تحت الماء التي تنتجها العاصفة أن تدفع الحرارة أعمق بحوالي أربع مرات بدلاً من خلطها بمفردها، وإرسالها إلى عمق حيث تحبس الحرارة بعيدًا عن السطح.ومن هناك، يمكن لتيارات البحر العميقة أن تنقله آلاف الأميال.إن الإعصار الذي ينتقل عبر غرب المحيط الهادئ ويضرب الفلبين قد ينتهي به الأمر إلى توفير المياه الدافئة التي تسخن ساحل الإكوادور بعد سنوات.

في البحر، أبحث عن الأعاصير

لمدة شهرين في خريف عام 2018، عشنا على متن سفينة الأبحاث توماس جي.طومسون لتسجيل كيفية استجابة بحر الفلبين لأنماط الطقس المتغيرة.مثل محيط العلماء, ، نقوم بدراسة الاختلاط المضطرب في المحيط والأعاصير والعواصف الاستوائية الأخرى التي تولد هذا الاضطراب.

كانت السماء صافية والرياح هادئة خلال النصف الأول من تجربتنا.ولكن في النصف الثاني، تسببت ثلاثة أعاصير كبرى ـ كما تُعرف الأعاصير في هذا الجزء من العالم ـ في إثارة المحيط.

وقد سمح لنا هذا التحول بمقارنة حركات المحيط بشكل مباشر مع تأثير العواصف وبدون تأثيرها.وعلى وجه الخصوص، كنا مهتمين بمعرفة كيف يساعد الاضطراب تحت سطح المحيط في نقل الحرارة إلى أعماق المحيط.

نقوم بقياس اضطراب المحيطات باستخدام أداة تسمى "محدد البنية المجهرية"، والتي تسقط حرًا على ارتفاع حوالي 1000 قدم (300 متر) وتستخدم مسبارًا مشابهًا لإبرة الفونوغراف لقياس الحركات المضطربة للمياه.

ماذا يحدث عندما يأتي الإعصار

تخيل المحيط الاستوائي قبل أن يمر الإعصار 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.وتحتها طبقات من الماء البارد.

ال فرق درجة الحرارة بين الطبقات يبقي المياه منفصلة وغير قادرة فعليًا على التأثير على بعضها البعض.يمكنك أن تفكر في الأمر مثل التقسيم بين الزيت والخل في زجاجة صلصة السلطة غير المهزوزة.

عندما يمر الإعصار فوق المحيط الاستوائي، تساعد رياحه القوية على تحريك الحدود بين طبقات المياه، مثلما يهز شخص زجاجة تتبيلة السلطة.في هذه العملية، يتم خلط المياه العميقة الباردة من الأسفل والمياه السطحية الدافئة يتم خلطها من الأسفل.ويؤدي هذا إلى انخفاض درجات حرارة السطح، مما يسمح للمحيطات بامتصاص الحرارة بكفاءة أكبر من المعتاد في الأيام التي تلي الإعصار.

لأكثر من عقدين من الزمن، العلماء لقد ناقشت ما إذا كانت المياه الدافئة التي تختلط بالأعاصير يمكن أن تؤدي إلى تسخين تيارات المحيط وبالتالي تشكيل أنماط المناخ العالمي.كان جوهر هذا السؤال هو ما إذا كانت الأعاصير قادرة على ضخ الحرارة إلى عمق كافٍ بحيث تبقى في المحيط لسنوات.

ومن خلال تحليل قياسات المحيطات تحت السطح التي تم إجراؤها قبل وبعد ثلاثة أعاصير، وجدنا أن الموجات تحت الماء تنقل الحرارة إلى أعماق المحيط بأربعة أضعاف تقريبًا مقارنة بالاختلاط المباشر أثناء الإعصار.تنقل هذه الموجات، التي يولدها الإعصار نفسه، الحرارة إلى عمق كافٍ بحيث لا يمكن إطلاقها بسهولة مرة أخرى إلى الغلاف الجوي.

آثار الحرارة في أعماق المحيطات

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

ربما تكون الحرارة التي أحدثتها الأعاصير التي درسناها في بحر الفلبين قد تدفقت إلى سواحل الإكوادور أو كاليفورنيا، متبعةً الأنماط الحالية التي تحمل المياه من الغرب إلى الشرق عبر المحيط الهادئ الاستوائي.

عند هذه النقطة، قد يتم خلط الحرارة مرة أخرى إلى السطح عن طريق مزيج من التيارات الضحلة, تقلب و اختلاط مضطرب.وبمجرد أن تقترب الحرارة من السطح مرة أخرى، يمكن أن تؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المناخ المحلي وتؤثر على النظم البيئية.

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

ومن الممكن أيضًا أن تبقى الحرارة الزائدة الناتجة عن الأعاصير داخل المحيط لعقود أو أكثر دون العودة إلى السطح.وهذا من شأنه أن يكون له في الواقع تأثير مخفف على تغير المناخ.

وبينما تعيد الأعاصير توزيع الحرارة من سطح المحيط إلى أعماق أكبر، فإنها يمكن أن تساعد في إبطاء ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي للأرض عن طريق الحفاظ على الحرارة محتجزة في المحيط.

لقد اعتقد العلماء منذ فترة طويلة أن الأعاصير هي أحداث متطرفة تغذيها حرارة المحيطات وتتشكل بفعل مناخ الأرض. النتائج التي توصلنا إليها, تضيف هذه الدراسة، المنشورة في دورية وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، بعدًا جديدًا لهذه المشكلة من خلال إظهار أن التفاعلات تسير في الاتجاهين - فالأعاصير نفسها لديها القدرة على تسخين المحيطات وتشكيل مناخ الأرض.