يكشف بحث جديد عن الدور الهام للأمواج والاضطرابات تحت الماء في حرارة المحيط وتخزين الكربون ، مما يشير إلى الحاجة إلى تمثيل أكثر دقة للاضطرابات على نطاق صغير في النماذج المناخية وتركيب مستشعرات الاضطراب على صفائف المراقبة العالمية.
كشف بحث جديد أن الموجات تحت الماء ، التي يصل ارتفاع بعضها إلى 500 متر ، وتقع في أعماق سطح المحيط ، تلعب دورًا مهمًا في حرارة المحيط وتخزين الكربون.
قام فريق من الباحثين الدوليين ، برئاسة جامعة كامبريدج ، وجامعة أكسفورد ، وجامعة كاليفورنيا سان دييغو ، بتحديد تأثير الأمواج تحت الماء وغيرها من أشكال الاضطراب في المحيط الأطلسي. اكتشفوا أن النماذج المناخية الحالية ، التي ترشد سياسة الحكومة ، تفشل في أن تعكس بدقة أهمية هذه الظواهر تحت الماء.
يمتص المحيط معظم الحرارة والكربون المنبعث من النشاط البشري ، لكن مقدار ما يمكن أن يمتصه يعتمد على الاضطراب في باطن المحيط ، حيث يتم دفع الحرارة والكربون إلى أعماق المحيط أو سحبهما نحو السطح.
في حين أن هذه الموجات تحت الماء معروفة بالفعل ، إلا أن أهميتها في نقل الحرارة والكربون ليست مفهومة تمامًا.
أظهرت النتائج ، التي نشرت في مجلة AGU Advances ، أن الاضطراب في المناطق الداخلية من المحيطات أكثر أهمية لنقل الكربون والحرارة على نطاق عالمي مما كان يتصور سابقًا.
وفقًا لبحث جديد ، تلعب الموجات تحت سطح الماء العميقة تحت سطح المحيط - بعضها يصل ارتفاعه إلى 500 متر - دورًا مهمًا في كيفية تخزين المحيط للحرارة والكربون. قام فريق دولي من الباحثين بقيادة جامعة كامبريدج وجامعة أكسفورد وجامعة كاليفورنيا سان دييغو بتحديد تأثير هذه الموجات والأشكال الأخرى من الاضطرابات تحت الماء في المحيط الأطلسي ووجدوا أن أهميتها ليست موجودة. تنعكس بدقة في النماذج المناخية التي توجه سياسة الحكومة. الائتمان: Laura Cimoli / GLODAP
ينقل دوران المحيط المياه الدافئة من المناطق الاستوائية إلى شمال المحيط الأطلسي ، حيث تبرد وتغرق وتعود جنوبًا في أعماق المحيط ، مثل حزام ناقل عملاق. يلعب الفرع الأطلسي من نمط الدوران هذا المسمى دوران الانقلاب في خط الطول الأطلسي (AMOC) ، دورًا رئيسيًا في تنظيم الحرارة العالمية وميزانيات الكربون. يعيد دوران المحيط توزيع الحرارة إلى المناطق القطبية ، حيث يذوب الجليد ، والكربون في أعماق المحيط ، حيث يمكن تخزينه لآلاف السنين.
قالت الكاتبة الأولى الدكتورة لورا سيمولي من قسم الرياضيات التطبيقية والفيزياء النظرية في كامبريدج: "إذا كنت ستلتقط صورة لداخل المحيط ، فستشاهد الكثير من الديناميكيات المعقدة في العمل". "تحت سطح الماء ، توجد نفاثات وتيارات وأمواج - في أعماق المحيط ، يمكن أن يصل ارتفاع هذه الموجات إلى 500 متر ، لكنها تنكسر تمامًا مثل الموجة على الشاطئ."
قال المؤلف المشارك الدكتور علي مشايك من قسم علوم الأرض في كامبريدج: "المحيط الأطلسي مميز في كيفية تأثيره على المناخ العالمي". "لديها دوران قوي من القطب إلى القطب من مجاريها العليا إلى أعماق المحيط. يتحرك الماء أيضًا على السطح أسرع مما يتحرك في أعماق المحيط ".
على مدى العقود العديدة الماضية ، كان الباحثون يدرسون ما إذا كان AMOC قد يكون عاملاً في سبب فقد القطب الشمالي الكثير من الغطاء الجليدي ، بينما تنمو بعض الصفائح الجليدية في القطب الجنوبي. أحد التفسيرات المحتملة لهذه الظاهرة هو أن الحرارة التي يمتصها المحيط في شمال المحيط الأطلسي تستغرق عدة مئات من السنين للوصول إلى القطب الجنوبي.
الآن ، باستخدام مزيج من الاستشعار عن بعد ، والقياسات القائمة على السفن ، وبيانات من عوامات مستقلة ، وجد الباحثون بقيادة كامبريدج أن الحرارة من شمال الأطلسي يمكن أن تصل إلى القطب الجنوبي أسرع بكثير مما كان يعتقد سابقًا. بالإضافة إلى ذلك ، يلعب الاضطراب داخل المحيط - ولا سيما الأمواج الكبيرة تحت الماء - دورًا مهمًا في المناخ.
مثل الكعكة العملاقة ، يتكون المحيط من طبقات مختلفة ، مع وجود مياه أكثر برودة وكثافة في القاع ومياه أكثر دفئًا وأخف في الجزء العلوي. يحدث معظم انتقال الحرارة والكربون داخل المحيط داخل طبقة معينة ، ولكن يمكن أيضًا أن تنتقل الحرارة والكربون بين طبقات الكثافة ، مما يؤدي إلى عودة المياه العميقة إلى السطح.
وجد الباحثون أن حركة الحرارة والكربون بين الطبقات يسهلها الاضطراب على نطاق صغير ، وهي ظاهرة غير ممثلة بشكل كامل في النماذج المناخية.
أظهرت تقديرات الاختلاط من منصات المراقبة المختلفة دليلاً على وجود اضطراب صغير الحجم في الفرع العلوي للدوران ، بالاتفاق مع التنبؤات النظرية للموجات الداخلية للمحيطات. أظهرت التقديرات المختلفة أن الاضطراب يؤثر في الغالب على طبقة طبقات الكثافة المرتبطة بقلب المياه العميقة التي تتحرك جنوبًا من شمال المحيط الأطلسي إلى المحيط الجنوبي. هذا يعني أن الحرارة والكربون اللذين تحملهما كتل الماء هذه لديهما فرصة كبيرة للانتقال عبر مستويات كثافة مختلفة.
قال سيمولي: "النماذج المناخية مسؤولة عن الاضطرابات ، ولكن في الغالب في كيفية تأثيرها على دوران المحيطات". "لكننا وجدنا أن الاضطراب أمر حيوي بحد ذاته ، ويلعب دورًا رئيسيًا في مقدار امتصاص المحيط للكربون والحرارة ، ومكان تخزينه."
قال مشايك: "العديد من النماذج المناخية لديها تمثيل مفرط في التبسيط لدور الاضطراب على نطاق صغير ، لكننا أظهرنا أنه مهم ويجب معالجته بمزيد من العناية". "على سبيل المثال ، يؤدي الاضطراب ودوره في دوران المحيطات إلى التحكم في مقدار الحرارة البشرية التي تصل إلى الطبقة الجليدية في القطب الجنوبي ، والجدول الزمني الذي يحدث فيه ذلك."
يشير البحث إلى وجود حاجة ملحة لتثبيت مستشعرات الاضطراب على مصفوفات المراقبة العالمية وتمثيل أكثر دقة للاضطرابات على نطاق صغير في النماذج المناخية ، لتمكين العلماء من وضع توقعات أكثر دقة للتأثيرات المستقبلية لتغير المناخ.
