प्राध्यापक टिफनी शॉ, प्राध्यापक, भूविज्ञान विभाग, शिकागो विद्यापीठ
दक्षिण गोलार्ध हा एक अतिशय अशांत ठिकाण आहे. विविध अक्षांशांवरील वारे "चाळीस अंश गर्जना करणारे", "पन्नास अंश तीव्र" आणि "साठ अंश ओरडणारे" असे वर्णन केले आहे. लाटा ७८ फूट (२४ मीटर) उंचीपर्यंत पोहोचतात.
आपल्या सर्वांना माहिती आहे की, उत्तर गोलार्धातील कोणतीही गोष्ट दक्षिण गोलार्धातील तीव्र वादळे, वारे आणि लाटा यांच्याशी बरोबरी करू शकत नाही. का?
प्रोसिडिंग्ज ऑफ द नॅशनल अकादमी ऑफ सायन्सेसमध्ये प्रकाशित झालेल्या एका नवीन अभ्यासात, मी आणि माझ्या सहकाऱ्यांनी उत्तरेपेक्षा दक्षिण गोलार्धात वादळे अधिक सामान्य का आहेत हे शोधून काढले.
निरीक्षणे, सिद्धांत आणि हवामान मॉडेल्समधील अनेक पुराव्यांचे संयोजन करून, आमचे निकाल जागतिक महासागरीय "कन्व्हेयर बेल्ट्स" आणि उत्तर गोलार्धातील मोठ्या पर्वतांच्या मूलभूत भूमिकेकडे निर्देश करतात.
आम्ही हे देखील दाखवतो की, कालांतराने, दक्षिण गोलार्धातील वादळे अधिक तीव्र झाली, तर उत्तर गोलार्धातील वादळे अधिक तीव्र झाली नाहीत. हे जागतिक तापमानवाढीच्या हवामान मॉडेल मॉडेलिंगशी सुसंगत आहे.
हे बदल महत्त्वाचे आहेत कारण आपल्याला माहित आहे की तीव्र वादळांमुळे अतिरेकी वारे, तापमान आणि पाऊस यासारखे गंभीर परिणाम होऊ शकतात.
बऱ्याच काळापासून, पृथ्वीवरील हवामानाचे बहुतेक निरीक्षण जमिनीवरून केले जात होते. यामुळे शास्त्रज्ञांना उत्तर गोलार्धातील वादळाचे स्पष्ट चित्र मिळाले. तथापि, सुमारे २० टक्के भूभाग व्यापणाऱ्या दक्षिण गोलार्धात, १९७० च्या दशकाच्या उत्तरार्धात उपग्रह निरीक्षणे उपलब्ध होईपर्यंत आम्हाला वादळांचे स्पष्ट चित्र मिळाले नाही.
उपग्रह युगाच्या सुरुवातीपासूनच्या अनेक दशकांच्या निरीक्षणावरून आपल्याला माहित आहे की दक्षिण गोलार्धातील वादळे उत्तर गोलार्धातील वादळांपेक्षा सुमारे २४ टक्के अधिक तीव्र असतात.
हे खालील नकाशामध्ये दाखवले आहे, जे १९८० ते २०१८ पर्यंत दक्षिण गोलार्ध (वर), उत्तर गोलार्ध (मध्य) साठी निरीक्षण केलेली सरासरी वार्षिक वादळ तीव्रता आणि त्यांच्यातील (तळाशी) फरक दर्शवते. (लक्षात घ्या की पहिल्या आणि शेवटच्या नकाशांमधील तुलनेच्या शीर्षस्थानी दक्षिण ध्रुव आहे.)
नकाशा दक्षिण गोलार्धातील दक्षिण महासागरात वादळांची सतत उच्च तीव्रता आणि उत्तर गोलार्धात पॅसिफिक आणि अटलांटिक महासागरांमध्ये (केशरी रंगात) त्यांची एकाग्रता दर्शवितो. फरक नकाशा दर्शवितो की बहुतेक अक्षांशांवर उत्तर गोलार्धात (केशरी रंगात) वादळे दक्षिण गोलार्धात अधिक मजबूत असतात.
जरी अनेक वेगवेगळे सिद्धांत असले तरी, दोन्ही गोलार्धांमधील वादळांमधील फरकाचे निश्चित स्पष्टीकरण कोणीही देत ​​नाही.
कारणे शोधणे हे एक कठीण काम वाटते. वातावरणासारख्या हजारो किलोमीटर पसरलेल्या अशा गुंतागुंतीच्या प्रणालीला कसे समजून घ्यावे? आपण पृथ्वीला एका भांड्यात ठेवून तिचा अभ्यास करू शकत नाही. तथापि, हवामानाच्या भौतिकशास्त्राचा अभ्यास करणारे शास्त्रज्ञ नेमके हेच करत आहेत. आपण भौतिकशास्त्राचे नियम लागू करतो आणि पृथ्वीचे वातावरण आणि हवामान समजून घेण्यासाठी त्यांचा वापर करतो.
या दृष्टिकोनाचे सर्वात प्रसिद्ध उदाहरण म्हणजे डॉ. शुरो मनाबे यांचे अग्रगण्य कार्य, ज्यांना "जागतिक तापमानवाढीच्या विश्वासार्ह भाकितासाठी" २०२१ चे भौतिकशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक मिळाले. त्याचे भाकित पृथ्वीच्या हवामानाच्या भौतिक मॉडेल्सवर आधारित आहेत, ज्यामध्ये सर्वात सोप्या एक-आयामी तापमान मॉडेल्सपासून ते पूर्ण-त्रिमितीय मॉडेल्सपर्यंतचा समावेश आहे. ते वेगवेगळ्या भौतिक जटिलतेच्या मॉडेल्सद्वारे वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइडच्या वाढत्या पातळीला हवामानाच्या प्रतिसादाचा अभ्यास करते आणि अंतर्निहित भौतिक घटनांमधून उदयोन्मुख सिग्नलचे निरीक्षण करते.
दक्षिण गोलार्धातील अधिक वादळे समजून घेण्यासाठी, आम्ही भौतिकशास्त्र-आधारित हवामान मॉडेल्समधील डेटासह अनेक पुरावे गोळा केले आहेत. पहिल्या टप्प्यात, आम्ही पृथ्वीवर ऊर्जा कशी वितरित केली जाते या संदर्भात निरीक्षणांचा अभ्यास करतो.
पृथ्वी गोल असल्याने, तिच्या पृष्ठभागावर सूर्याकडून असमानपणे सौर किरणे येतात. बहुतेक ऊर्जा विषुववृत्तावर प्राप्त होते आणि शोषली जाते, जिथे सूर्याची किरणे पृष्ठभागावर थेट आदळतात. याउलट, ज्या ध्रुवांवर प्रकाश तीव्र कोनात आदळतो त्यांना कमी ऊर्जा मिळते.
दशकांच्या संशोधनातून असे दिसून आले आहे की वादळाची ताकद उर्जेतील या फरकातून येते. मूलतः, ते या फरकात साठवलेल्या "स्थिर" उर्जेचे रूपांतर गतिमान उर्जेमध्ये करतात. हे संक्रमण "बॅरोक्लिनिक अस्थिरता" म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या प्रक्रियेद्वारे होते.
या दृष्टिकोनातून असे दिसून येते की दक्षिण गोलार्धात वादळांची संख्या जास्त असल्याने सूर्यप्रकाशामुळे वादळांची संख्या जास्त असू शकत नाही, कारण दोन्ही गोलार्धांना समान प्रमाणात सूर्यप्रकाश मिळतो. त्याऐवजी, आमचे निरीक्षणात्मक विश्लेषण असे सूचित करते की दक्षिण आणि उत्तरेकडील वादळाच्या तीव्रतेतील फरक दोन वेगवेगळ्या घटकांमुळे असू शकतो.
प्रथम, महासागरातील ऊर्जेचे वाहतूक, ज्याला "कन्व्हेयर बेल्ट" असे म्हणतात. पाणी उत्तर ध्रुवाजवळ बुडते, समुद्राच्या तळाशी वाहते, अंटार्क्टिकाभोवती वर येते आणि विषुववृत्ताच्या बाजूने उत्तरेकडे वाहते, त्यासोबत ऊर्जा वाहून नेते. याचा परिणाम म्हणजे अंटार्क्टिकापासून उत्तर ध्रुवाकडे ऊर्जेचे हस्तांतरण. यामुळे उत्तर गोलार्धापेक्षा दक्षिण गोलार्धातील विषुववृत्त आणि ध्रुवांमध्ये जास्त ऊर्जा फरक निर्माण होतो, ज्यामुळे दक्षिण गोलार्धात अधिक तीव्र वादळे येतात.
दुसरा घटक म्हणजे उत्तर गोलार्धातील मोठे पर्वत, जे मनाबे यांच्या आधीच्या कामात सुचवल्याप्रमाणे वादळांना कमी करतात. मोठ्या पर्वतरांगांवरील हवेचे प्रवाह स्थिर उंची आणि खालच्या पातळी निर्माण करतात ज्यामुळे वादळांसाठी उपलब्ध असलेली ऊर्जा कमी होते.
तथापि, केवळ निरीक्षण केलेल्या डेटाचे विश्लेषण या कारणांची पुष्टी करू शकत नाही, कारण एकाच वेळी बरेच घटक कार्य करतात आणि परस्परसंवाद करतात. तसेच, त्यांचे महत्त्व तपासण्यासाठी आपण वैयक्तिक कारणे वगळू शकत नाही.
हे करण्यासाठी, आपल्याला हवामान मॉडेल्सचा वापर करून वेगवेगळे घटक काढून टाकल्यावर वादळे कशी बदलतात याचा अभ्यास करावा लागेल.
जेव्हा आम्ही सिम्युलेशनमध्ये पृथ्वीवरील पर्वत गुळगुळीत केले, तेव्हा गोलार्धांमधील वादळाच्या तीव्रतेतील फरक निम्म्याने कमी झाला. जेव्हा आम्ही महासागराचा कन्व्हेयर बेल्ट काढला, तेव्हा वादळातील फरकाचा दुसरा अर्धा भाग नाहीसा झाला. अशा प्रकारे, पहिल्यांदाच, आम्हाला दक्षिण गोलार्धातील वादळांचे ठोस स्पष्टीकरण सापडले.
वादळे तीव्र वारे, तापमान आणि पर्जन्यवृष्टी यासारख्या गंभीर सामाजिक परिणामांशी संबंधित असल्याने, भविष्यातील वादळे अधिक मजबूत असतील की कमकुवत, हा महत्त्वाचा प्रश्न आपण उत्तर दिला पाहिजे.
कार्बन ब्रीफमधील सर्व प्रमुख लेख आणि पेपर्सचे क्युरेट केलेले सारांश ईमेलद्वारे मिळवा. आमच्या वृत्तपत्राबद्दल येथे अधिक जाणून घ्या.
कार्बन ब्रीफमधील सर्व प्रमुख लेख आणि पेपर्सचे क्युरेट केलेले सारांश ईमेलद्वारे मिळवा. आमच्या वृत्तपत्राबद्दल येथे अधिक जाणून घ्या.
हवामान बदलाच्या परिणामांना तोंड देण्यासाठी समाजांना तयार करण्याचे एक महत्त्वाचे साधन म्हणजे हवामान मॉडेल्सवर आधारित अंदाजांची तरतूद. एका नवीन अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की शतकाच्या अखेरीस सरासरी दक्षिण गोलार्धातील वादळे अधिक तीव्र होतील.
उलटपक्षी, उत्तर गोलार्धातील वादळांच्या सरासरी वार्षिक तीव्रतेतील बदल मध्यम असण्याचा अंदाज आहे. हे अंशतः उष्णकटिबंधीय प्रदेशातील तापमानवाढ, ज्यामुळे वादळे अधिक मजबूत होतात आणि आर्क्टिकमध्ये जलद तापमानवाढ, ज्यामुळे ते कमकुवत होतात, यांच्यातील स्पर्धात्मक हंगामी परिणामांमुळे आहे.
तथापि, येथील आणि आताचे हवामान बदलत आहे. गेल्या काही दशकांमधील बदलांकडे पाहिल्यास, आपल्याला आढळते की दक्षिण गोलार्धात वर्षभरात सरासरी वादळे अधिक तीव्र झाली आहेत, तर उत्तर गोलार्धात बदल नगण्य आहेत, जे त्याच कालावधीतील हवामान मॉडेलच्या अंदाजांशी सुसंगत आहेत.
जरी मॉडेल्स सिग्नलला कमी लेखत असले तरी, ते त्याच भौतिक कारणांमुळे होणारे बदल दर्शवतात. म्हणजेच, समुद्रातील बदल वादळे वाढवतात कारण उष्ण पाणी विषुववृत्ताकडे सरकते आणि अंटार्क्टिकाभोवती थंड पाणी पृष्ठभागावर आणले जाते जेणेकरून ते बदलले जाईल, ज्यामुळे विषुववृत्त आणि ध्रुव यांच्यात तीव्र फरक निर्माण होतो.
उत्तर गोलार्धात, समुद्रातील बर्फ आणि बर्फ कमी झाल्यामुळे महासागरातील बदल भरून काढले जातात, ज्यामुळे आर्क्टिक अधिक सूर्यप्रकाश शोषून घेतो आणि विषुववृत्त आणि ध्रुवांमधील फरक कमकुवत करतो.
योग्य उत्तर मिळवण्याचे दावे खूप मोठे आहेत. भविष्यातील कामासाठी मॉडेल्स निरीक्षण केलेल्या सिग्नलला कमी का लेखतात हे ठरवणे महत्त्वाचे असेल, परंतु योग्य भौतिक कारणांसाठी योग्य उत्तर मिळवणेही तितकेच महत्त्वाचे असेल.
जिओ, टी. आणि इतर (२०२२) भूस्वरूप आणि महासागर अभिसरणामुळे दक्षिण गोलार्धात वादळे, युनायटेड स्टेट्स ऑफ अमेरिकाच्या राष्ट्रीय विज्ञान अकादमीची कार्यवाही, doi: १०.१०७३/pnas.२१२३५१२११९
कार्बन ब्रीफमधील सर्व प्रमुख लेख आणि पेपर्सचे क्युरेट केलेले सारांश ईमेलद्वारे मिळवा. आमच्या वृत्तपत्राबद्दल येथे अधिक जाणून घ्या.
कार्बन ब्रीफमधील सर्व प्रमुख लेख आणि पेपर्सचे क्युरेट केलेले सारांश ईमेलद्वारे मिळवा. आमच्या वृत्तपत्राबद्दल येथे अधिक जाणून घ्या.
CC परवान्याअंतर्गत प्रकाशित. तुम्ही कार्बन ब्रीफ आणि लेखाच्या लिंकसह गैर-व्यावसायिक वापरासाठी पूर्णपणे रूपांतरित न केलेले साहित्य पुनरुत्पादित करू शकता. व्यावसायिक वापरासाठी कृपया आमच्याशी संपर्क साधा.