प्रोफेसर टिफनी शॉ, प्रोफेसर, भूविज्ञान विभाग, शिकागो विद्यापीठ
दक्षिण गोलार्ध हे अतिशय अशांत ठिकाण आहे.विविध अक्षांशांवर असलेल्या वाऱ्यांचे वर्णन “चाळीस अंश गर्जना”, “अक्रोश पन्नास अंश” आणि “साठ अंश किंचाळणारे” असे केले आहे.लाटा तब्बल ७८ फूट (२४ मीटर) पर्यंत पोहोचतात.
आपल्या सर्वांना माहित आहे की, उत्तर गोलार्धातील कोणतीही गोष्ट दक्षिण गोलार्धातील तीव्र वादळ, वारा आणि लाटा यांच्याशी जुळू शकत नाही.का?
प्रोसिडिंग्ज ऑफ द नॅशनल अॅकॅडमी ऑफ सायन्सेसमध्ये प्रकाशित झालेल्या एका नवीन अभ्यासात, मी आणि माझ्या सहकाऱ्यांनी उत्तरेपेक्षा दक्षिण गोलार्धात वादळ का अधिक सामान्य आहेत हे उघड केले.
निरीक्षणे, सिद्धांत आणि हवामान मॉडेलमधील पुराव्याच्या अनेक ओळी एकत्र करून, आमचे परिणाम जागतिक महासागरीय "कन्व्हेयर बेल्ट" आणि उत्तर गोलार्धातील मोठ्या पर्वतांच्या मूलभूत भूमिकेकडे निर्देश करतात.
आम्ही हे देखील दाखवतो की कालांतराने, दक्षिण गोलार्धात वादळ अधिक तीव्र झाले, तर उत्तर गोलार्धात तसे झाले नाही.हे ग्लोबल वॉर्मिंगच्या हवामान मॉडेल मॉडेलिंगशी सुसंगत आहे.
हे बदल महत्त्वाचे आहेत कारण आम्हाला माहित आहे की अधिक मजबूत वादळांमुळे तीव्र वारे, तापमान आणि पाऊस यासारखे गंभीर परिणाम होऊ शकतात.
बर्याच काळापासून, पृथ्वीवरील हवामानाची बहुतेक निरीक्षणे जमिनीवरून केली गेली.यामुळे शास्त्रज्ञांना उत्तर गोलार्धातील वादळाचे स्पष्ट चित्र मिळाले.तथापि, दक्षिण गोलार्धात, जे सुमारे 20 टक्के जमीन व्यापते, 1970 च्या उत्तरार्धात उपग्रह निरीक्षणे उपलब्ध होईपर्यंत आम्हाला वादळांचे स्पष्ट चित्र मिळाले नाही.
उपग्रह युगाच्या सुरुवातीपासून अनेक दशकांच्या निरीक्षणावरून, आम्हाला माहित आहे की दक्षिण गोलार्धातील वादळे उत्तर गोलार्धातील वादळांपेक्षा सुमारे 24 टक्के अधिक मजबूत असतात.
हे खालील नकाशात दाखवले आहे, जे दक्षिण गोलार्ध (वर), उत्तर गोलार्ध (मध्यभागी) आणि त्यांच्यातील (तळाशी) 1980 ते 2018 या कालावधीतील सरासरी वार्षिक वादळाची तीव्रता दर्शविते. (लक्षात घ्या की दक्षिण ध्रुव येथे आहे. पहिल्या आणि शेवटच्या नकाशेमधील तुलनेचा शीर्ष.)
नकाशा दक्षिण गोलार्धातील दक्षिणी महासागरातील वादळांची सतत उच्च तीव्रता आणि पॅसिफिक आणि अटलांटिक महासागर (नारिंगी रंगात छटा असलेला) उत्तर गोलार्धातील त्यांचे एकाग्रता दर्शवितो.फरक नकाशा दर्शवितो की बहुतेक अक्षांशांवर उत्तर गोलार्ध (नारिंगी छटा) पेक्षा दक्षिण गोलार्धात वादळ अधिक मजबूत असतात.
जरी अनेक भिन्न सिद्धांत आहेत, तरीही दोन गोलार्धांमधील वादळांमधील फरकासाठी कोणीही निश्चित स्पष्टीकरण देत नाही.
कारणे शोधणे अवघड काम दिसते.हजारो किलोमीटर पसरलेली एवढी गुंतागुंतीची व्यवस्था वातावरणासारखी कशी समजणार?आपण पृथ्वीला भांड्यात ठेवून त्याचा अभ्यास करू शकत नाही.तथापि, हवामानाच्या भौतिकशास्त्राचा अभ्यास करणारे शास्त्रज्ञ नेमके हेच करत आहेत.आम्ही भौतिकशास्त्राचे नियम लागू करतो आणि पृथ्वीचे वातावरण आणि हवामान समजून घेण्यासाठी त्यांचा वापर करतो.
या दृष्टिकोनाचे सर्वात प्रसिद्ध उदाहरण म्हणजे डॉ. शुरो मानाबे यांचे अग्रगण्य कार्य, ज्यांना 2021 चा भौतिकशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक “जागतिक तापमानवाढीच्या त्यांच्या विश्वासार्ह अंदाजासाठी” मिळाले.त्याचे अंदाज पृथ्वीच्या हवामानाच्या भौतिक मॉडेल्सवर आधारित आहेत, सर्वात सोप्या एक-आयामी तापमान मॉडेल्सपासून ते पूर्ण-आयामी त्रिमितीय मॉडेल्सपर्यंत.हे वेगवेगळ्या भौतिक जटिलतेच्या मॉडेलद्वारे 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 मॉडेलमधील डेटासह अनेक पुरावे गोळा केले आहेत.पहिल्या टप्प्यात, आम्ही संपूर्ण पृथ्वीवर ऊर्जा कशी वितरीत केली जाते या दृष्टीने निरीक्षणांचा अभ्यास करतो.
पृथ्वी हा एक गोल असल्यामुळे, त्याच्या पृष्ठभागावर सूर्यापासून असमानपणे सौर विकिरण प्राप्त होते.बहुतेक ऊर्जा विषुववृत्तावर प्राप्त होते आणि शोषली जाते, जेथे सूर्याची किरण अधिक थेट पृष्ठभागावर आदळतात.याउलट, उभ्या कोनांवर प्रकाश पडणाऱ्या ध्रुवांना कमी ऊर्जा मिळते.
अनेक दशकांच्या संशोधनातून असे दिसून आले आहे की वादळाची ताकद उर्जेतील या फरकातून येते.मूलत:, ते या फरकामध्ये साठवलेल्या "स्थिर" ऊर्जेचे "गतिगत" उर्जेमध्ये रूपांतर करतात.हे संक्रमण "बॅरोक्लिनिक अस्थिरता" म्हणून ओळखल्या जाणार्‍या प्रक्रियेद्वारे होते.
हे मत सूचित करते की घटना सूर्यप्रकाश दक्षिण गोलार्धातील वादळांच्या मोठ्या संख्येचे स्पष्टीकरण देऊ शकत नाही, कारण दोन्ही गोलार्धांना समान प्रमाणात सूर्यप्रकाश मिळतो.त्याऐवजी, आमचे निरीक्षण विश्लेषण असे सूचित करते की दक्षिण आणि उत्तरेतील वादळाच्या तीव्रतेतील फरक दोन भिन्न घटकांमुळे असू शकतो.
प्रथम, महासागर ऊर्जेची वाहतूक, ज्याला सहसा "कन्व्हेयर बेल्ट" म्हणून संबोधले जाते.उत्तर ध्रुवाजवळ पाणी बुडते, समुद्राच्या तळाशी वाहते, अंटार्क्टिकाभोवती उगवते आणि विषुववृत्ताच्या बाजूने उत्तरेकडे वाहते, ऊर्जा घेऊन जाते.अंतिम परिणाम म्हणजे अंटार्क्टिकापासून उत्तर ध्रुवाकडे ऊर्जा हस्तांतरण.यामुळे उत्तर गोलार्धातील विषुववृत्त आणि दक्षिणी गोलार्धातील ध्रुव यांच्यातील ऊर्जेचा मोठा फरक निर्माण होतो, परिणामी दक्षिण गोलार्धात अधिक तीव्र वादळे निर्माण होतात.
दुसरा घटक म्हणजे उत्तर गोलार्धातील मोठमोठे पर्वत, जे मनाबेच्या आधीच्या कामात सूचित केल्याप्रमाणे, वादळे ओसरतात.मोठ्या पर्वतराजींवरील हवेचे प्रवाह स्थिर उच्च आणि सखल भाग तयार करतात ज्यामुळे वादळांसाठी उपलब्ध ऊर्जेचे प्रमाण कमी होते.
तथापि, केवळ निरीक्षण केलेल्या डेटाचे विश्लेषण या कारणांची पुष्टी करू शकत नाही, कारण अनेक घटक एकाच वेळी कार्य करतात आणि संवाद साधतात.तसेच, त्यांचे महत्त्व तपासण्यासाठी आम्ही वैयक्तिक कारणे वगळू शकत नाही.
हे करण्यासाठी, विविध घटक काढून टाकल्यावर वादळ कसे बदलतात याचा अभ्यास करण्यासाठी आपल्याला हवामान मॉडेल्स वापरण्याची आवश्यकता आहे.
जेव्हा आम्ही सिम्युलेशनमध्ये पृथ्वीचे पर्वत गुळगुळीत केले, तेव्हा गोलार्धांमधील वादळाच्या तीव्रतेतील फरक अर्धा झाला.जेव्हा आम्ही महासागराचा कन्व्हेयर बेल्ट काढला तेव्हा वादळातील फरकाचा अर्धा भाग गेला होता.अशा प्रकारे, प्रथमच, आम्ही दक्षिण गोलार्धातील वादळांचे ठोस स्पष्टीकरण उघड करतो.
वादळे हे अति वारे, तापमान आणि पर्जन्य यांसारख्या गंभीर सामाजिक परिणामांशी संबंधित असल्याने, भविष्यातील वादळे अधिक मजबूत होतील की कमकुवत होतील या महत्त्वाच्या प्रश्नाचे उत्तर आपण दिले पाहिजे.
कार्बन ब्रीफ वरून सर्व प्रमुख लेख आणि पेपर्सचे क्युरेट केलेले सारांश ईमेलद्वारे प्राप्त करा.आमच्या वृत्तपत्राबद्दल येथे अधिक शोधा.
कार्बन ब्रीफ वरून सर्व प्रमुख लेख आणि पेपर्सचे क्युरेट केलेले सारांश ईमेलद्वारे प्राप्त करा.आमच्या वृत्तपत्राबद्दल येथे अधिक शोधा.
हवामान बदलाच्या परिणामांचा सामना करण्यासाठी समाजांना तयार करण्याचे प्रमुख साधन म्हणजे हवामान मॉडेल्सवर आधारित अंदाजांची तरतूद.एक नवीन अभ्यास सूचित करतो की शतकाच्या अखेरीस सरासरी दक्षिण गोलार्धात वादळे अधिक तीव्र होतील.
याउलट, उत्तर गोलार्धातील वादळांच्या सरासरी वार्षिक तीव्रतेतील बदल मध्यम स्वरूपाचा असण्याचा अंदाज आहे.हे अंशतः उष्ण कटिबंधातील तापमानवाढ, ज्यामुळे वादळे मजबूत होतात आणि आर्क्टिकमध्ये जलद तापमानवाढ, ज्यामुळे ते कमकुवत होतात, यांच्यातील स्पर्धात्मक हंगामी प्रभावांमुळे आहे.
मात्र, येथील आणि आताचे हवामान बदलत आहे.जेव्हा आपण गेल्या काही दशकांतील बदलांकडे पाहतो तेव्हा आपल्याला असे आढळून येते की दक्षिण गोलार्धात वर्षभरात सरासरी वादळे अधिक तीव्र झाली आहेत, तर उत्तर गोलार्धात बदल नगण्य आहेत, त्याच कालावधीत हवामान मॉडेलच्या अंदाजांशी सुसंगत आहेत. .
जरी मॉडेल्स सिग्नलला कमी लेखतात, तरीही ते समान भौतिक कारणांमुळे होणारे बदल सूचित करतात.म्हणजेच, महासागरातील बदलांमुळे वादळे वाढतात कारण गरम पाणी विषुववृत्ताकडे जाते आणि अंटार्क्टिकाच्या सभोवतालच्या पृष्ठभागावर थंड पाणी आणले जाते, ज्यामुळे विषुववृत्त आणि ध्रुव यांच्यातील तीव्र विरोधाभास निर्माण होतो.
उत्तर गोलार्धात, समुद्रातील बर्फ आणि बर्फ कमी झाल्यामुळे समुद्रातील बदलांची भरपाई केली जाते, ज्यामुळे आर्क्टिक अधिक सूर्यप्रकाश शोषून घेतो आणि विषुववृत्त आणि ध्रुवांमधील फरक कमकुवत करतो.
योग्य उत्तर मिळण्याचे दावे जास्त आहेत.मॉडेल निरीक्षण केलेल्या सिग्नलला का कमी लेखतात हे ठरवणे भविष्यातील कामासाठी महत्त्वाचे असेल, परंतु योग्य भौतिक कारणांसाठी योग्य उत्तर मिळणे तितकेच महत्त्वाचे असेल.
Xiao, T. et al.(२०२२) भूस्वरूप आणि महासागर परिसंचरणामुळे दक्षिण गोलार्धातील वादळे, युनायटेड स्टेट्स ऑफ अमेरिकाच्या नॅशनल अॅकॅडमी ऑफ सायन्सेस, doi: 10.1073/pnas.2123512119
कार्बन ब्रीफ वरून सर्व प्रमुख लेख आणि पेपर्सचे क्युरेट केलेले सारांश ईमेलद्वारे प्राप्त करा.आमच्या वृत्तपत्राबद्दल येथे अधिक शोधा.
कार्बन ब्रीफ वरून सर्व प्रमुख लेख आणि पेपर्सचे क्युरेट केलेले सारांश ईमेलद्वारे प्राप्त करा.आमच्या वृत्तपत्राबद्दल येथे अधिक शोधा.
CC परवान्याअंतर्गत प्रकाशित.तुम्ही कार्बन ब्रीफच्या लिंकसह आणि लेखाच्या दुव्यासह गैर-व्यावसायिक वापरासाठी पूर्णपणे अपावर्तित सामग्रीचे पुनरुत्पादन करू शकता.कृपया व्यावसायिक वापरासाठी आमच्याशी संपर्क साधा.