تتحرك الأنهار الجوية نحو القطب، مما يعيد تشكيل أنماط الطقس العالمية

الأنهار الجوية – تلك النطاقات الطويلة والضيقة من بخار الماء في السماء جلب الأمطار الغزيرة والعواصف إلى الولايات المتحدةالساحل الغربي والعديد من المناطق الأخرى - تتحول نحو خطوط العرض الأعلى، وهذا يغير أنماط الطقس في جميع أنحاء العالم.

ويؤدي هذا التحول إلى تفاقم حالات الجفاف في بعض المناطق وتكثيفها الفيضانات في الآخرين، ووضع الموارد المائية التي تعتمد عليها العديد من المجتمعات المعرضة للخطر.عندما تصل الأنهار الجوية إلى أقصى الشمال القطب الشمالي, ، يمكنهم أيضًا تذوب الجليد البحري, ، مما يؤثر على المناخ العالمي.

في أ دراسة جديدة نشر في Science Advances، جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا، عالم المناخ تشينغهوا دينغ وأنا تظهر أن الأنهار الجوية قد تحولت بنحو 6 إلى 10 درجات نحو القطبين على مدى العقود الأربعة الماضية.

الأنهار الجوية على هذه الخطوة

الأنهار الجوية ليست مجرد شيء يتعلق بالساحل الغربي للولايات المتحدة.تتشكل في أجزاء كثيرة من العالم و توفر أكثر من نصف متوسط ​​الجريان السطحي السنوي في هذه المناطق، بما في ذلك الولايات المتحدة. السواحل الجنوبية الشرقية و الساحل الغربي, جنوب شرق آسيا, نيوزيلندا, شمال اسبانيا, البرتغال, المملكة المتحدة و جنوب وسط تشيلي.

تعتمد كاليفورنيا على الأنهار الجوية تصل إلى 50% من أمطارها السنوية.يمكن لسلسلة من الأنهار الجوية الشتوية أن تجلب ما يكفي من الأمطار والثلوج إنهاء الجفاف, كما شهدت أجزاء من المنطقة عام 2023.

في حين أن الأنهار الجوية تشترك في أصل مماثل - إمدادات الرطوبة من المناطق الاستوائية - فإن عدم الاستقرار الجوي في تيار نفاث يسمح لهم بالانحناء نحو القطب بطرق مختلفة.لا يوجد نهران جويان متشابهان تمامًا.

وما يثير اهتمام علماء المناخ بشكل خاص، بما في ذلك نحن، هو السلوك الجماعي للأنهار الجوية.تُرى الأنهار الجوية بشكل شائع في خارج المدارية, ، وهي منطقة تقع بين خطي عرض 30 و 50 درجة في نصفي الكرة الأرضية والتي تشمل معظم الولايات المتحدة القارية وجنوب أستراليا وتشيلي.

تظهر دراستنا أن الأنهار الجوية كانت تتحول نحو القطب على مدى العقود الأربعة الماضية.وفي كلا نصفي الكرة الأرضية، زاد النشاط على طول 50 درجة شمالا و50 درجة جنوبا، بينما انخفض على طول 30 درجة شمالا و30 درجة جنوبا منذ عام 1979.وفي أمريكا الشمالية، يعني ذلك المزيد من الأنهار الجوية التي تغمر كولومبيا البريطانية وألاسكا.

تفاعل متسلسل عالمي

أحد الأسباب الرئيسية لهذا التحول هو التغيرات في درجات حرارة سطح البحر في العالم شرق المحيط الهادئ الاستوائي.منذ عام 2000، المياه في كان لشرق المحيط الهادئ الاستوائي ميل للتبريد, مما يؤثر على دوران الغلاف الجوي في جميع أنحاء العالم.غالبًا ما يرتبط هذا التبريد بـ ظروف النينيا, ، يدفع الأنهار الجوية نحو القطبين.

يمكن تفسير الحركة القطبية للأنهار الجوية على أنها سلسلة من العمليات المترابطة.

أثناء ظروف ظاهرة النينيا، عندما تنخفض درجات حرارة سطح البحر في شرق المحيط الهادئ الاستوائي، الدورة الدموية ووكر - حلقات هوائية عملاقة تؤثر على هطول الأمطار أثناء صعودها وهبوطها فوق أجزاء مختلفة من المناطق الاستوائية - تشتد قوتها فوق غرب المحيط الهادئ.هذا الدوران الأقوى يسبب حزام الأمطار الاستوائية للتوسع.يؤدي اتساع هطول الأمطار الاستوائية، جنبًا إلى جنب مع التغيرات في أنماط الدوامات الجوية، إلى حدوث فيضانات شذوذات الضغط العالي و أنماط الرياح التي توجه الأنهار الجوية أبعد نحو القطب.

على العكس من ذلك، خلال ظروف النينيو, ومع ارتفاع درجات حرارة سطح البحر، تعمل الآلية في الاتجاه المعاكس، مما يؤدي إلى تغيير الأنهار الجوية بحيث لا تنتقل بعيدًا عن خط الاستواء.

تثير هذه التحولات أسئلة مهمة حول كيفية تنبؤ النماذج المناخية بالتغيرات المستقبلية في الأنهار الجوية.النماذج الحالية قد تقلل من تقديرها التقلب الطبيعي, ، مثل التغيرات في المحيط الهادئ الاستوائي، والتي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على الأنهار الجوية.إن فهم هذا الارتباط يمكن أن يساعد المتنبئين على تقديم تنبؤات أفضل حول الطقس أنماط هطول الأمطار في المستقبل وتوافر المياه.

ما أهمية هذا التحول نحو القطب؟

يمكن أن يكون للتحول في الأنهار الجوية تأثيرات كبيرة على المناخات المحلية.

وفي المناطق شبه الاستوائية، حيث أصبحت الأنهار الجوية أقل شيوعًا، قد تكون النتيجة فترات جفاف أطول ومياه أقل.العديد من المناطق، مثل كاليفورنيا و جنوب البرازيل, ، تعتمد على الأنهار الجوية لهطول الأمطار لملء الخزانات ودعم الزراعة.وبدون هذه الرطوبة، قد تواجه هذه المناطق المزيد من نقص المياه، مما يفرض ضغطًا على المجتمعات والمزارع والنظم البيئية.

في خطوط العرض العليا، يمكن أن تؤدي الأنهار الجوية التي تتحرك باتجاه القطب إلى هطول أمطار أكثر غزارة وفيضانات وانهيارات أرضية في أماكن مثل نحن.شمال غرب المحيط الهادئ, أوروبا, وحتى في المناطق القطبية.

وفي القطب الشمالي، يمكن أن يكون هناك المزيد من الأنهار الجوية تسريع ذوبان الجليد البحري, مما يزيد من ظاهرة الاحتباس الحراري ويؤثر على الحيوانات التي تعتمد على الجليد.وجدت دراسة سابقة شاركت فيها أن الاتجاه السائد في نشاط الأنهار الجوية في فصل الصيف قد يساهم في ذلك 36% من الاتجاه المتزايد للرطوبة في الصيف على القطب الشمالي بأكمله منذ عام 1979.

ماذا يعني بالنسبة للمستقبل

حتى الآن، لا تزال التحولات التي شهدناها تعكس في الأساس التغيرات الناجمة عن العمليات الطبيعية، ولكن الانحباس الحراري العالمي الناجم عن النشاط البشري يلعب أيضاً دوراً.من المتوقع أن يؤدي الاحتباس الحراري إلى زيادة التكرار والكثافة الإجمالية للأنهار الجوية لأن الجو الأكثر دفئًا يمكن أن يفعل ذلك عقد المزيد من الرطوبة.

أما كيف يمكن أن يتغير ذلك مع استمرار ارتفاع حرارة الكوكب، فهو أقل وضوحًا.لا يزال التنبؤ بالتغيرات المستقبلية غير مؤكد ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الصعوبة التنبؤ التقلبات الطبيعية بين ظاهرة النينيو والنينيا, والتي تلعب دورًا مهمًا في التحولات النهرية الجوية.

مع ارتفاع درجة حرارة العالم، فإن الأنهار الجوية - والأمطار الغزيرة التي تجلبها - سوف تستمر في تغيير المسار.نحن بحاجة إلى فهم هذه التغييرات والتكيف معها حتى تتمكن المجتمعات من الاستمرار في الازدهار في مناخ متغير.