طوفان‌های اقیانوس جنوبی بارندگی بیشتری تولید می‌کنند—و پیامدهای آن می‌تواند جهانی باشد

اگر روزی خود را در جزیره مک‌کواری—یک پشته باریک و بادگیر در نیمه راه بین تاسمانی و جنوبگان—پیدا کنید، اولین چیزی که جلب توجه می‌کند، حیات وحش است. فک‌های فیل‌مانند روی سواحل تیره‌رنگ گسترده شده‌اند. پنگوئن‌های شاه در دامنه‌های پوشیده از خزه رژه می‌روند. الباتروس‌ها بالای ارتفاعات وسیع و بدون درخت می‌چرخند.

اما اگر دقیق‌تر بنگرید، متوجه خواهید شد که جزیره در حال تغییر است. دامنه‌ها باتلاقی‌تر شده‌اند. گیاهان عظیم و نمادین مانند پلوروفیلوم و استیلبوکارپا در حال عقب‌نشینی هستند.

سال‌ها است که دانشمندان مظنون به افزایش بارندگی به عنوان مقصر این تغییرات بودند. تحقیقات جدید ما، که در Weather and Climate Dynamics منتشر شده، این موضوع را تأیید می‌کند—و نشان می‌دهد که این داستان فراتر از یک سایت میراث جهانی یونسکو در منطقه‌ای دورافتاده است.

بازیگر عمده آب و هوایی—اما کمتر مشاهده‌شده

اقیانوس جنوبی نقش عظیمی در سیستم آب و هوایی جهانی ایفا می‌کند.

این اقیانوس بخش زیادی از گرمای اضافی ناشی از گازهای گلخانه‌ای را جذب می‌کند و سهم بزرگی از دی‌اکسید کربن منتشرشده توسط فعالیت‌های انسانی را به دام می‌اندازد.

طوفان‌های اقیانوس جنوبی همچنین بر الگوهای آب و هوایی در سراسر استرالیا، نیوزیلند و جهان تأثیر می‌گذارند.

با این حال، این منطقه یکی از کمترین نقاط مشاهده‌شده روی زمین است.

با وجود نبود توده‌های زمینی بزرگ، تعداد اندکی ایستگاه هواشناسی، و پوشش ابری فراگیر، ماهواره‌ها و شبیه‌سازی‌ها برای ثبت آنچه واقعاً در آنجا رخ می‌دهد، با مشکل مواجه هستند.

این موضوع، رکورد آب و هوایی جزیره مک‌کواری از اداره هواشناسی و بخش جنوبگان استرالیا را به طور استثنایی ارزشمند می‌کند؛ این رکورد یکی از معدود سوابق بلندمدت «واقعیت زمینی» در سراسر اقیانوس جنوبی است.

این سوابق باکیفیت از بارش روزانه و هواشناسی مشاهده‌شده بیش از ۷۵ سال قدمت دارند و معمولاً برای اعتبارسنجی محصولات ماهواره‌ای و شبیه‌سازی‌های عددی استفاده می‌شوند.

افزایش بارندگی

تحقیقات پیشین نشان داده که بارندگی در جزیره مک‌کواری در دهه‌های اخیر به شدت افزایش یافته و اکولوژیست‌ها به غرقاب شدن خاک که به پوشش گیاهی بومی آسیب می‌رساند، اشاره کرده‌اند.

اما هیچ‌کس توضیح نداده که الگوهای آب و هوایی جزیره چگونه تغییر کرده، یا مشاهدات میدانی را مستقیماً با بهترین بازسازی‌های آب و هوای گذشته مقایسه نکرده تا روندهای آب و هوایی اقیانوس جنوبی را ارزیابی کند.

برای پر کردن این خلأ، ما ۴۵ سال (۱۹۷۹–۲۰۲۳) مشاهدات روزانه بارندگی را تحلیل کردیم و آن‌ها را با بازسازی گسترده‌ای از آب و هوای پیشین، معروف به تجزیه و تحلیل مجدد ERA۵، مقایسه کردیم.

ما می‌خواستیم هواشناسی پشت افزایش بارندگی را بفهمیم—یعنی آیا این افزایش ناشی از طوفان‌های بیشتر یا بارندگی شدیدتر در حین طوفان‌ها بود. برای این کار، هر روز از مجموعه داده را بر اساس فشار، رطوبت، بادها و دما به یکی از پنج رژیم سینوپتیک قرار دادیم.

این رژیم‌ها شامل سیستم‌های فشار پایین، فوران‌های هوای سرد و انتقال هوای گرم (هوای گرمی که به سمت قطب پیش از جبهه سرد حرکت می‌کند) بودند.

طوفان‌ها بارندگی بیشتری تولید می‌کنند

تحلیل ما نشان داد که بارندگی سالانه در جزیره مک‌کواری از سال ۱۹۷۹، ۲۸ درصد افزایش یافته—حدود ۲۶۰ میلی‌متر در سال.

در مقابل، تجزیه و تحلیل مجدد ERA۵ فقط افزایش ۸ درصدی را نشان می‌دهد—و بیشتر این تغییرات را از دست می‌دهد.

حرکت تدریجی مسیر طوفان‌ها به سمت جنوبگان به خوبی اثبات‌شده است و نتایج ما نشان می‌دهد که این تغییر بزرگ چگونه آب و هوای جزیره مک‌کواری را امروز شکل می‌دهد.

مهم‌تر اینکه، ما دریافتیم که این تغییرات باعث افزایش بارندگی نشده‌اند، زیرا یک رژیم مرطوب (انتقال هوای گرم) عمدتاً جایگزین دیگری (فشار پایین) شده است.

در عوض، طوفان‌ها اکنون وقتی رخ می‌دهند، بارندگی بیشتری تولید می‌کنند.

چرا این موضوع فراتر از یک جزیره اهمیت دارد؟

اگر تشدید بارندگی که در جزیره مک‌کواری می‌بینیم، شرایط را در سراسر کمربند طوفانی اقیانوس جنوبی بازتاب دهد—همان‌طور که خطوط متعدد شواهد نشان می‌دهند—پیامدها عمیق خواهد بود.

مسیر طوفانی مرطوب‌تر به معنای ورود آب شیرین بیشتر به لایه‌های بالایی اقیانوس است. این امر لایه‌های مختلف اقیانوس را تقویت می‌کند و مقدار اختلاط را کاهش می‌دهد. در نتیجه، این تغییر قدرت جریان‌های اقیانوسی را دگرگون می‌سازد.

برآورد ما نشان می‌دهد که در سال ۲۰۲۳، این بارندگی اضافی معادل تقریباً ۲۳۰۰ گیگاتن آب شیرین اضافی در سال در اقیانوس جنوبی در عرض‌های جغرافیایی بالا است—یک مرتبه بزرگی بیشتر از سهم‌های اخیر ذوب یخ‌های جنوبگان. و این تفاوت همچنان در حال افزایش است.

بارندگی بیشتر همچنین بر شوری سطح آب اقیانوس تأثیر خواهد گذاشت، که بر حرکت مواد مغذی و کربن اثر می‌گذارد. در نتیجه، این می‌تواند بهره‌وری و شیمی اقیانوس جنوبی—یکی از مهم‌ترین چاه‌های کربن جهان—را به شیوه‌های هنوز نامشخص تغییر دهد.

این افزایش بارندگی نیازمند افزایش متناظر تبخیر است، که اقیانوس را خنک می‌کند، درست مانند خنک شدن بدن ما با تبخیر عرق. در اقیانوس جنوبی ابری، این تبخیر اصلی‌ترین راه خنک کردن اقیانوس است.

تحلیل ما نشان می‌دهد که اقیانوس جنوبی ممکن است خود را ۱۰–۱۵ درصد بیشتر از سال ۱۹۷۹ خنک کند—فقط از طریق هزینه انرژی تبخیر که بارندگی اضافی را تأمین می‌کند. این تبخیر در سراسر اقیانوس جنوبی گسترده‌تر پخش شده است.

در واقع، اقیانوس جنوبی ممکن است در پاسخ به تغییرات آب و هوایی «عرق بیشتری» کند.

چالش بعدی

جزیره مک‌کواری فقط یک نقطه کوچک زمین در طوفانی‌ترین اقیانوس زمین است.

اما رکورد بلندمدت بارندگی آن نشان می‌دهد که اقیانوس جنوبی—موتورخانه جذب گرما و کربن جهانی—سریع‌تر و چشمگیرتر از آنچه تصور می‌کردیم در حال تغییر است.

چالش بعدی این است که تعیین کنیم این سیگنال تا کجا در مسیر طوفان گسترش می‌یابد و چه معنایی برای سیستم آب و هوایی‌ای که همه ما به آن وابسته‌ایم دارد.

اطلاعات بیشتر: Zhaoyang Kong et al, Intensifying precipitation over the Southern Ocean challenges reanalysis-based climate estimates – Insights from Macquarie Island’s 45-year record, Weather and Climate Dynamics (۲۰۲۵). DOI: ۱۰.۵۱۹۴/wcd-۶-۱۶۴۳-۲۰۲۵