عندما يضرب إعصار الأرض ، يمكن رؤية الدمار لسنوات أو حتى عقود. أقل وضوحًا ، لكنه قوي ، هو تأثير الأعاصير على المحيطات.

أ دراسة جديدة، نظهر من خلال القياسات في الوقت الفعلي أن الأعاصير لا تخلط الماء فقط على السطح. إنها توجه الحرارة إلى المحيط على مدى سنوات عديدة ، وتؤثر في النهاية على مناطق بعيدة عن العاصفة.

العنصر الرئيسي في هذه القصة هو الحرارة. يعرف منذ زمن طويل باسم الإعصار يستمدون طاقتهم من درجات حرارة سطح المحيط الدافئة. هذه الحرارة تساعد يرتفع الهواء الرطب بالقرب من سطح المحيط الهواء الدافئ يشبه البالون ويخلق السحب أعلى من جبل إيفرست. هذا هو السبب في أن الأعاصير تتشكل عادة في المناطق الاستوائية.

ما وجدناه هو أن الأعاصير تساعد في نهاية المطاف في تدفئة المحيط ، وتحسين قدرته على امتصاص الحرارة وتخزينها. ويمكن أن يكون لها آثار طويلة المدى.

عندما تخلط الأعاصير الحرارة في المحيط ، فإن هذه الحرارة لا تظهر مرة أخرى في نفس المكان. أظهرنا كيف يمكن للموجات تحت الماء الناتجة عن العواصف أن تدفع الحرارة ما يقرب من أربعة أضعاف العمق بدلاً من الخلط وحده ، يتم إرسال الحرارة بعيدًا عن السطح إلى الأعماق حيث يتم احتجازه. من هناك ، يمكن لتيارات المحيطات العميقة أن تحملها آلاف الأميال. يمكن للإعصار الذي ينتقل عبر غرب المحيط الهادئ ويضرب الفلبين أن يوفر المياه الدافئة التي تدفئ ساحل الإكوادور بعد سنوات.

في البحر بحثا عن الأعاصير

لمدة شهرين في خريف 2018 ، توماس ج. كنا نعيش على سفينة الأبحاث طومسون. مثل البحر العلماءندرس الخلط المضطرب في المحيط والأعاصير والعواصف الاستوائية الأخرى التي تولد هذا الاضطراب.

كانت السماء صافية والرياح هادئة في النصف الأول من اختبارنا. ولكن في النصف الثاني ، تسببت ثلاثة أعاصير كبرى ، تُعرف في هذا الجزء من العالم باسم الأعاصير ، في إحداث اضطراب في البحار.

سمح هذا التغيير بإجراء مقارنة مباشرة لتحركات المحيطات مع تأثير العواصف وبدونه. على وجه الخصوص ، كنا مهتمين بالكيفية التي تساعد بها الاضطرابات تحت سطح المحيط في نقل الحرارة إلى أعماق المحيط.

نقيس اضطراب المحيط بأداة تسمى أداة تعريف البنية المجهرية ، والتي تسقط ما يقرب من 1000 قدم (300 متر) وتستخدم مسبارًا يشبه إبرة الفونوغراف لقياس الحركات المضطربة للمياه.

ماذا يحدث عندما يضرب إعصار؟

تخيل محيطًا استوائيًا قبل أن يعبره إعصار. 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. تحته طبقات من الماء البارد.

ال الفرق في درجة الحرارة يتم فصل الماء بين الطبقات وتقريباً لا يؤثر على بعضها البعض. يمكنك التفكير في الأمر مثل فصل الزيت عن الخل في تتبيلة سلطة غير مقلية.

عندما يعبر إعصار محيطًا استوائيًا ، تساعد رياحه القوية في زعزعة الحدود بين طبقات المياه ، مثل شخص يهز زجاجة من تتبيلة السلطة. في هذه العملية ، يتم خلط الماء البارد العميق من الأسفل ويتم خلط الماء السطحي الدافئ إلى الأسفل. يؤدي هذا إلى تبريد درجات حرارة السطح ، مما يسمح للمحيطات بامتصاص الحرارة بشكل أكثر كفاءة من المعتاد في الأيام التي تلي الإعصار.

لأكثر من عقدين ، العلماء تمت مناقشته يؤدي اختلاط الماء الدافئ في اتجاه مجرى النهر بفعل الأعاصير إلى ارتفاع درجة حرارة التيارات المحيطية وبالتالي تشكيل أنماط المناخ العالمي. في قلب هذا السؤال هو ما إذا كانت الأعاصير يمكن أن تدفع الحرارة إلى عمق كافٍ بحيث تبقى في المحيط لسنوات.

من خلال تحليل قياسات سطح المحيط التي تم أخذها قبل وبعد ثلاثة أعاصير ، وجدنا أن الموجات تحت الماء تنقل الحرارة حوالي أربعة أضعاف في عمق المحيط من الاختلاط المباشر أثناء الأعاصير. تنقل هذه الموجات الناتجة عن الأعاصير الحرارة إلى أعماق كبيرة بحيث لا يمكن إطلاقها بسهولة في الغلاف الجوي.

تأثيرات الحرارة على أعماق المحيط

بمجرد أن تلتقط تيارات المحيط واسعة النطاق هذه الحرارة ، يتم نقلها إلى أجزاء بعيدة من المحيط.

قد تتدفق الحرارة التي حققتها الأعاصير التي درسناها في بحر الفلبين إلى سواحل الإكوادور أو كاليفورنيا ، وفقًا للأنماط الحالية التي تنقل المياه من الغرب إلى الشرق عبر المحيط الهادئ الاستوائي.

في هذه المرحلة ، يمكن خلط الحرارة مرة أخرى مع السطح من خلال الخلط التيارات العائمةو فقاعة و خليط مضطرب. بمجرد عودة الحرارة بالقرب من السطح ، فإنها تعمل على تدفئة المناخ المحلي وتؤثر على النظم البيئية.

على سبيل المثال ، تعتبر الشعاب المرجانية حساسة بشكل خاص للإجهاد الحراري طويل المدى. الجاني المشترك وراء أحداث النينيو ابيضاض المرجان في الاكوادورلكن الحرارة الزائدة من الأعاصير التي لاحظناها قد تسهم في إجهاد الشعاب المرجانية وتبييض الشعاب المرجانية بعيدًا عن مكان نشوء العواصف.

من الممكن أيضًا أن تظل الحرارة الزائدة من الأعاصير في أعماق المحيط ولا تعود إلى السطح لعقود أو أكثر. سيكون لهذا في الواقع تأثير مخفف على تغير المناخ.

نظرًا لأن الأعاصير تعيد توزيع الحرارة من سطح المحيط إلى أعماق أكبر ، فيمكنها المساعدة في إبطاء ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي للأرض عن طريق حبس الحرارة في المحيط.

لطالما اعتبر العلماء أن الأعاصير هي أحداث متطرفة تغذيها تسخين المحيط وتشكلها مناخ الأرض. النتائج التي توصلنا إليهانشرت في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، الاتصالات تسير في كلا الاتجاهين ، مضيفة بعدًا جديدًا للمشكلة – الأعاصير نفسها لديها القدرة على تسخين المحيطات وتشكيل مناخ الأرض.

نويل جوتيريز بريزويلامرشح دكتوراه في علم المحيطات الفيزيائي ، جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو و سالي وارنرأستاذ مشارك في علوم المناخ ، جامعة برانديز. تم إعادة نشر هذه المقالة محادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. واصل القراءة المقالة الأصلية.