Профессор Тиффани Шоу, Чикагогийн их сургуулийн геошинжлэх ухааны тэнхимийн профессор
Дэлхийн бөмбөрцгийн өмнөд хагас нь маш үймээн самуунтай газар юм.Янз бүрийн өргөрөгт салхилахыг "дөчин градус архирах", "ууртай тавин градус", "жаран градус хашгирах" гэж тодорхойлсон байдаг.Долгион нь 78 фут (24 метр) хүрдэг.
Дэлхийн бөмбөрцгийн хойд хагаст юу ч өмнөд хагаст хүчтэй шуурга, салхи, давалгааг гүйцэхгүй гэдгийг бид бүгд мэднэ.Яагаад?
Proceedings of the National Academy of Sciences сэтгүүлд нийтлэгдсэн шинэ судалгаанд би болон миний хамтран ажиллагсад дэлхийн бөмбөрцгийн өмнөд хагаст умард нутгаас илүү шуурга илүү түгээмэл байдгийг олж мэдэв.
Ажиглалт, онол, цаг уурын загваруудаас авсан хэд хэдэн нотлох баримтыг нэгтгэснээр бидний үр дүн нь дэлхийн далайн "конвейер бүс" болон бөмбөрцгийн хойд хагас дахь том уулсуудын үндсэн үүргийг харуулж байна.
Цаг хугацаа өнгөрөхөд бөмбөрцгийн өмнөд хагаст шуурга эрчимжиж, харин хойд хагаст хүчтэй шуурга болоогүйг бид бас харуулж байна.Энэ нь дэлхийн дулаарлын цаг уурын загварчлалтай нийцэж байгаа юм.
Хүчтэй шуурга нь хүчтэй салхи, температур, хур тунадас зэрэг илүү хүчтэй нөлөөлөлд хүргэдэг гэдгийг бид мэддэг учраас эдгээр өөрчлөлтүүд чухал юм.
Удаан хугацааны туршид дэлхий дээрх цаг агаарын ихэнх ажиглалтыг хуурай газраас хийсэн.Энэ нь эрдэмтдэд дэлхийн бөмбөрцгийн хойд хагаст болсон шуурганы тодорхой дүр зургийг өгсөн юм.Гэхдээ дэлхийн бөмбөрцгийн 20 орчим хувийг эзэлдэг Өмнөд хагаст бид 1970-аад оны сүүлээр хиймэл дагуулаас ажиглалт хийх боломжтой болтол шуурганы тодорхой дүр зургийг авч чадаагүй.
Хиймэл дагуулын эрин үе эхэлснээс хойш олон арван жилийн ажиглалтаас харахад бөмбөрцгийн өмнөд хагас дахь шуурга хойд хагасынхаас 24 орчим хувиар хүчтэй болохыг бид мэднэ.
Үүнийг доорх газрын зурагт харуулснаар дэлхийн бөмбөрцгийн өмнөд хагас (дээд), хойд хагас бөмбөрцөг (төв) болон тэдгээрийн хоорондох (доод талд) 1980-2018 онуудад ажиглагдсан шуурганы жилийн дундаж эрчмийг харуулсан болно. (Өмнөд туйл дээр байгааг анхаарна уу. Эхний болон сүүлчийн газрын зургийн хоорондох харьцуулалтын дээд талд.)
Газрын зураг нь өмнөд хагас бөмбөрцгийн өмнөд далай дахь шуурганы хүчтэй эрчимийг, бөмбөрцгийн хойд хагаст Номхон далай, Атлантын далайд (улбар шараар сүүдэрлэсэн) төвлөрч байгааг харуулж байна.Ялгаатай газрын зураг нь ихэнх өргөрөгт Хойд хагас бөмбөрцгийн (улбар шар өнгийн сүүдэр) -ээс өмнөд хагас бөмбөрцгийн шуурга илүү хүчтэй болохыг харуулж байна.
Хэдийгээр олон янзын онолууд байдаг ч хоёр бөмбөрцгийн хоорондох шуурганы ялгааг хэн ч тодорхой тайлбарладаггүй.
Шалтгааныг нь олох нь хэцүү ажил юм шиг санагддаг.Олон мянган километрийг хамарсан ийм нарийн төвөгтэй системийг агаар мандал гэж хэрхэн ойлгох вэ?Бид дэлхийг саванд хийгээд судалж чадахгүй.Гэсэн хэдий ч цаг уурын физикийг судалдаг эрдэмтэд яг үүнийг хийж байна.Бид физикийн хуулиудыг хэрэглэж, дэлхийн агаар мандал, уур амьсгалыг ойлгоход ашигладаг.
Энэ аргын хамгийн алдартай жишээ бол “Дэлхийн дулаарлын талаар найдвартай таамаг дэвшүүлснийхээ төлөө” 2021 оны Физикийн Нобелийн шагнал хүртсэн доктор Шуро Манабегийн анхдагч бүтээл юм.Түүний таамаглал нь хамгийн энгийн нэг хэмжээст температурын загвараас эхлээд бүрэн хэмжээний гурван хэмжээст загвар хүртэлх дэлхийн цаг уурын физик загварт тулгуурладаг.Энэ нь янз бүрийн физикийн нарийн төвөгтэй загваруудаар дамжуулан агаар мандалд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн хэмжээ нэмэгдэхэд уур амьсгалын хариу урвалыг судалж, үндсэн физик үзэгдлээс гарч ирж буй дохиог хянадаг.
Бөмбөрцгийн өмнөд хагаст илүү их шуурга болж байгааг ойлгохын тулд бид физикт суурилсан цаг уурын загваруудын өгөгдөл зэрэг хэд хэдэн баримт цуглуулсан.Эхний шатанд бид дэлхий даяар эрчим хүч хэрхэн тархаж байгаа талаар ажиглалтыг судалдаг.
Дэлхий бөмбөрцөг хэлбэртэй тул гадаргуу нь нарнаас нарны цацрагийг жигд бус хүлээн авдаг.Эрчим хүчний ихэнх хэсгийг нарны туяа гадаргуу дээр илүү шууд тусдаг экватор дээр хүлээн авч, шингээдэг.Үүний эсрэгээр, эгц өнцгөөр гэрэл тусдаг шонгууд бага энерги авдаг.
Хэдэн арван жилийн судалгаагаар шуурганы хүч нь эрчим хүчний энэ ялгаанаас үүсдэг болохыг харуулсан.Үндсэндээ тэд энэ ялгаанд хуримтлагдсан "статик" энергийг хөдөлгөөний "кинетик" энерги болгон хувиргадаг.Энэ шилжилт нь "бароклиний тогтворгүй байдал" гэж нэрлэгддэг процессоор явагддаг.
Энэ үзэл баримтлалаас харахад туссан нарны гэрэл нь өмнөд хагас бөмбөрцөгт илүү олон тооны шуургыг тайлбарлаж чадахгүй, учир нь хоёр хагас бөмбөрцөг нарны гэрлийг ижил хэмжээгээр хүлээн авдаг.Үүний оронд бидний ажиглалтын дүн шинжилгээ нь өмнөд болон хойд зүгийн шуурганы эрчмийн ялгаа нь хоёр өөр хүчин зүйлээс шалтгаалж болохыг харуулж байна.
Нэгдүгээрт, далай тэнгисийн энергийн тээвэрлэлтийг ихэвчлэн "туузан дамжуулагч" гэж нэрлэдэг.Ус хойд туйлын ойролцоо живж, далайн ёроолын дагуу урсаж, Антарктидын эргэн тойронд гарч, экваторын дагуу хойд зүг рүү буцаж урсаж, эрчим хүчээ авч явдаг.Эцсийн үр дүн нь Антарктидын энергийг хойд туйл руу шилжүүлэх явдал юм.Энэ нь Хойд хагас бөмбөрцгийнхөөс өмнөд хагас бөмбөрцгийн экватор ба туйлуудын хооронд илүү их энергийн ялгаатай байдлыг бий болгож, улмаар өмнөд хагас бөмбөрцөгт илүү хүчтэй шуурга үүсгэдэг.
Хоёрдахь хүчин зүйл бол бөмбөрцгийн хойд хагаст орших том уулс бөгөөд Манабегийн өмнөх бүтээлд дурдсанчлан шуургыг намдадаг.Том нурууны дээгүүр агаарын урсгал нь тогтсон өндөр ба доод цэгүүдийг бий болгож, шуурганд ашиглах эрчим хүчний хэмжээг бууруулдаг.
Гэсэн хэдий ч ажиглагдсан өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийх нь эдгээр шалтгааныг баталж чадахгүй, учир нь хэт олон хүчин зүйл нэгэн зэрэг ажиллаж, харилцан үйлчилдэг.Түүнчлэн, тэдгээрийн ач холбогдлыг шалгахын тулд бид хувь хүний ​​шалтгааныг үгүйсгэж болохгүй.
Үүнийг хийхийн тулд бид цаг уурын загваруудыг ашиглан янз бүрийн хүчин зүйлийг арилгахад шуурга хэрхэн өөрчлөгддөгийг судлах хэрэгтэй.
Бид симуляцид дэлхийн уулсыг тэгшитгэх үед бөмбөрцгийн хагас бөмбөрцгийн хоорондох шуурганы эрчмийн зөрүү хоёр дахин багассан.Бид далайн туузан дамжуулагчийг салгахад шуурганы зөрүүний нөгөө тал нь алга болсон.Ийнхүү бид анх удаа дэлхийн бөмбөрцгийн өмнөд хагаст шуурганы тодорхой тайлбарыг олж илрүүллээ.
Шуурга нь хүчтэй салхи, температур, хур тунадас зэрэг нийгмийн хүчтэй нөлөөлөлтэй холбоотой байдаг тул бидний хариулах ёстой чухал асуулт бол ирээдүйн шуурга илүү хүчтэй эсвэл сул байх уу гэсэн асуулт юм.
Carbon Brief-ийн бүх гол нийтлэл, нийтлэлийн тоймыг цахим шуудангаар хүлээн авна уу.Манай сонины талаар илүү ихийг эндээс авна уу.
Carbon Brief-ийн бүх гол нийтлэл, нийтлэлийн тоймыг цахим шуудангаар хүлээн авна уу.Манай сонины талаар илүү ихийг эндээс авна уу.
Нийгмийг уур амьсгалын өөрчлөлтийн үр дагаврыг даван туулахад бэлтгэх гол хэрэгсэл бол уур амьсгалын загварт суурилсан урьдчилсан мэдээг гаргах явдал юм.Шинэ судалгаагаар дэлхийн бөмбөрцгийн өмнөд хагасын дундаж шуурга энэ зууны эцэс гэхэд улам хүчтэй болно гэж үзэж байна.
Харин эсрэгээр дэлхийн бөмбөрцгийн хойд хагаст шуурганы жилийн дундаж эрчмийн өөрчлөлт дунд зэрэг байх төлөвтэй байна.Энэ нь зарим талаараа халуун орны халуун орны шуургыг хүчтэй болгодог дулаарал, Арктикийн хурдацтай дулааралт нь тэднийг сулруулдаг улирлын чанартай холбоотой юм.
Гэсэн хэдий ч энд болон одоо цаг агаар өөрчлөгдөж байна.Сүүлийн хэдэн арван жилийн өөрчлөлтийг харахад дэлхийн бөмбөрцгийн өмнөд хагаст жилийн туршид дундаж шуурга илүү хүчтэй болсныг бид олж мэдсэн бол хойд хагаст гарсан өөрчлөлтүүд ач холбогдол багатай байсан нь тухайн үеийн цаг уурын загварын таамаглалтай нийцэж байна. .
Хэдийгээр загварууд дохиог дутуу үнэлдэг ч тэдгээр нь ижил физик шалтгааны улмаас гарсан өөрчлөлтүүдийг харуулж байна.Өөрөөр хэлбэл, халуун ус экватор руу шилжиж, Антарктидын орчмын гадаргуу дээр хүйтэн ус гарч ирснээр экватор ба туйлуудын хооронд илүү хүчтэй ялгаатай байдаг тул далай дахь өөрчлөлтүүд шуургыг ихэсгэдэг.
Дэлхийн бөмбөрцгийн хойд хагаст далайн өөрчлөлт нь далайн мөс, цас алдагдсанаар нөхөгддөг бөгөөд энэ нь Арктикт нарны гэрлийг илүү шингээж, экватор ба туйлуудын хоорондох ялгааг сулруулдаг.
Зөв хариулт авах эрсдэл өндөр байна.Загварууд ажиглагдсан дохиог яагаад дутуу үнэлж байгааг тодорхойлох нь ирээдүйн ажилд чухал ач холбогдолтой боловч физикийн зөв шалтгааны улмаас зөв хариулт авах нь адил чухал юм.
Xiao, T. et al.(2022) Дэлхийн бөмбөрцгийн өмнөд хагаст газрын хэлбэр, далайн эргэлтээс үүдэлтэй шуурга, Америкийн Нэгдсэн Улсын Шинжлэх Ухааны Үндэсний Академийн эмхэтгэл, doi: 10.1073/pnas.2123512119
Carbon Brief-ийн бүх гол нийтлэл, нийтлэлийн тоймыг цахим шуудангаар хүлээн авна уу.Манай сонины талаар илүү ихийг эндээс авна уу.
Carbon Brief-ийн бүх гол нийтлэл, нийтлэлийн тоймыг цахим шуудангаар хүлээн авна уу.Манай сонины талаар илүү ихийг эндээс авна уу.
CC лицензийн дагуу нийтлэгдсэн.Та дасан зохицоогүй материалыг арилжааны бус зорилгоор бүхэлд нь нүүрстөрөгчийн товчлолын холбоос болон нийтлэлийн холбоосоор хуулбарлаж болно.Арилжааны зориулалтаар бидэнтэй холбоо барина уу.