كشفت دراسة علمية روسية عن تغيرات ملحوظة في سلوك الدوامات القطبية فوق القطبين الشمالي والجنوبي خلال السنوات الـ85 الماضية، حيث أصبحت الدوامة القطبية الجنوبية أكثر قوة واستمرارا، بينما ازدادت التقلبات في الدوامة القطبية الشمالية.
وتؤثر هذه الدوامات الهوائية العملاقة في تشكل ثقوب الأوزون وأنماط الطقس في خطوط العرض المتوسطة، ما يجعل التغيرات التي تشهدها عاملا مهما في فهم تطور المناخ العالمي والتنبؤ بالظواهر الجوية المتطرفة.
وأجرى الدراسة باحثون من معهد مراقبة الأنظمة المناخية والبيئية التابع لفرع سيبيريا في الأكاديمية الروسية للعلوم، وتمكنوا من تتبع تطور الدوامات القطبية وتحليل التغيرات التي طرأت عليها على مدى 85 عاما.
ما الدوامات القطبية وكيف تتشكل؟
الدوامات القطبية هي تيارات هوائية إعصارية ضخمة تتشكل خلال فصل الخريف فوق نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي، وتعمل بمثابة حواجز هوائية تعزل الكتل الهوائية الموجودة داخلها عن المناطق المحيطة.
وخلال فصل الشتاء، تنخفض درجات الحرارة داخل هذه الدوامات بصورة كبيرة، ما يؤدي إلى تشكل السحب الستراتوسفيرية القطبية.
ومع عودة أشعة الشمس، تبدأ سلسلة من التفاعلات الكيميائية المرتبطة بالكلور، تؤدي إلى تدمير الأوزون في طبقات الغلاف الجوي العليا، وهو ما يسهم في تشكل ثقوب الأوزون.
وتؤدي الدوامات القطبية دورا مهما في تحديد حالة الأوزون وأنماط الطقس في المناطق الواقعة عند خطوط العرض العليا، كما يمكن أن تؤثر تغيراتها في الأحوال الجوية بالمناطق الواقعة في خطوط العرض المتوسطة.
الدوامة القطبية الجنوبية أصبحت أكثر استقرارا
اعتمد الباحثون بصورة أساسية على قاعدة البيانات المناخية ERA5، وهي مجموعة من بيانات إعادة التحليل المناخي التي توفر معلومات عن درجات الحرارة والرياح والضغط الجوي خلال الفترة الممتدة من عام 1940 إلى عام 2026.
وأظهر تحليل البيانات أن الدوامة القطبية فوق القارة القطبية الجنوبية أصبحت أقوى وأكثر قدرة على الاستمرار لفترات طويلة.
فبدلا من انتهاء نشاطها مع نهاية فصل الربيع، باتت تستمر حتى نهاية شهر ديسمبر، أي إنها أصبحت تمتد إلى أشهر الصيف في نصف الكرة الجنوبي.
وكلما ازدادت قوة الدوامة، استمرت درجات الحرارة المنخفضة داخلها لفترة أطول، وهو ما يوفر ظروفا ملائمة لتشكل ثقوب أوزون واسعة النطاق.
وقال فلاديمير زويف، العضو المراسل في الأكاديمية الروسية للعلوم ورئيس مختبر فيزياء الغلاف الجوي الأوسط في معهد مراقبة الأنظمة المناخية والبيئية التابع لفرع سيبيريا في الأكاديمية الروسية للعلوم:
«رصدنا زيادة في استقرار الدوامة القطبية الجنوبية ومدة استمرارها، إلى جانب تزايد التقلبات في الدوامة القطبية الشمالية، ويمكن توقع استمرار هذه الاتجاهات في التزايد خلال المستقبل».
الدوامة القطبية الشمالية أصبحت أكثر تقلبا
على عكس الدوامة القطبية الجنوبية، التي أصبحت أكثر استقرارا واستمرارا، تشهد الدوامة القطبية الشمالية تغيرات متزايدة يصعب التنبؤ بسلوكها.
وتستمر هذه الدوامة عادة نحو ستة أشهر، لكنها أصبحت أكثر عرضة للتحرك من موقعها المعتاد أو الانقسام إلى أجزاء متعددة أو التفكك في منتصف فصل الشتاء.
وقد يؤدي تحرك الدوامة القطبية الشمالية إلى حدوث موجات من البرد الشديد في مناطق خطوط العرض المتوسطة، نتيجة اندفاع كتل الهواء البارد نحو مناطق تقع جنوب القطب الشمالي.
ويرتبط تزايد التقلبات في هذه الدوامة بتراجع مساحة الجليد البحري في القطب الشمالي.
ذوبان الجليد يزيد اضطراب الدوامة القطبية
تشير الدراسة إلى وجود علاقة متبادلة بين التغيرات التي تشهدها الدوامة القطبية الشمالية وتراجع مساحة الجليد البحري.
فاضطراب الدوامة وتفككها يسهمان في تسريع ذوبان الجليد، في حين يؤدي تقلص المساحات الجليدية إلى تعزيز موجات روسبي الكوكبية، وهي موجات واسعة النطاق تتحرك في الغلاف الجوي وتؤثر في توزيع الضغط الجوي والكتل الهوائية.
وتؤدي هذه الموجات إلى زيادة اضطراب الدوامة القطبية وإضعاف استقرارها، ما يجعل سلوكها أكثر تقلبا وصعوبة في التنبؤ.
وبذلك، يمكن أن تنشأ حلقة من التأثيرات المتبادلة بين تراجع الجليد البحري والتغيرات في حركة الغلاف الجوي، تؤدي إلى مزيد من الاضطرابات في النظام المناخي للقطب الشمالي.
ثورات البراكين تؤثر أيضا في الدوامات القطبية
لا تقتصر العوامل المؤثرة في الدوامات القطبية على التغيرات المرتبطة بالجليد البحري، إذ تؤدي الانفجارات البركانية أيضا دورا في تغيير سلوكها.
ووفقا للباحثين، يمكن للانفجارات البركانية أن تزيد الفارق في درجات الحرارة بين المناطق الاستوائية والقطبين، وهو ما يؤثر في حركة الغلاف الجوي وسلوك الدوامات القطبية.
وأظهرت البيانات أن الفترة الممتدة من عام 1940 إلى عام 1959 شهدت أدنى مستويات النشاط في كلتا الدوامتين القطبيتين.
في المقابل، ارتفع عدد الحالات الشاذة والتغيرات غير المعتادة في الدوامات خلال السنوات الأخيرة، ما يشير إلى تزايد الاضطرابات التي تشهدها هذه الأنظمة الجوية.
وتسلط نتائج الدراسة الضوء على أهمية مراقبة الدوامات القطبية وفهم التغيرات التي تطرأ عليها، نظرا لتأثيرها في طبقة الأوزون والطقس والمناخ في مناطق واسعة من العالم.
وأجري البحث بدعم من المؤسسة الروسية للعلوم (RSF).
