استخر گرمسیری گرم، عامل افزایش بی‌سابقه یخ در قطب جنوب (۲۰۲۱-۲۰۲۳)

وقتی داده‌های گرانش ماهواره‌ای نشان داد که ورقه یخی قطب جنوب بین ژوئیه ۲۰۲۱ تا آوریل ۲۰۲۳، ۶۹۵ میلیارد تن جرم به دست آورده است، به نظر می‌رسید که این موضوع دهه‌ها علم اقلیمی تثبیت‌شده را به چالش می‌کشد. ناظران و افراد شکاک به سرعت این ناهنجاری را به عنوان شاهدی بالقوه مبنی بر کند شدن یا وارونگی گرمایش جهانی مطرح کردند. با این حال، واقعیت بسیار پیچیده‌تر است. بر اساس یک مطالعه مهم که این هفته در نشریه نیچر منتشر شد، این افزایش بی‌سابقه یخ، وارونگی تغییرات اقلیمی نبود، بلکه یک ناهنجاری موقت بود که توسط یک واکنش زنجیره‌ای جوی پیچیده، که هزاران مایل دورتر در نزدیکی خط استوا آغاز شده بود، هدایت شد.[1][2]

این تحقیق که توسط یک تیم بین‌المللی شامل دانشمندان آکادمی علوم چین و دانشگاه واشنگتن انجام شد، به دنبال توضیح بزرگترین رویداد افزایش جرم ثبت‌شده از زمان آغاز مشاهدات ماهواره‌ای در سال ۲۰۰۳ بود. پیش از این رویداد، ورقه یخی قطب جنوب به طور متوسط سالانه ۱۴۰.۵ میلیارد تن یخ از دست می‌داد که یکی از عوامل اصلی افزایش سطح دریاهای جهانی بود. این وارونگی ناگهانی به طور موقت کاهش مداوم یخ در قطب جنوب غربی را جبران کرد و محققان را بر آن داشت تا به دنبال مکانیسم زیربنایی آن باشند.[1][3]

تیم تحقیقاتی علت را در «استخر گرمسیری گرم» (Tropical Warm Pool) ردیابی کرد—منطقه‌ای وسیع از اقیانوس که اقیانوس آرام غربی و اقیانوس هند شرقی در آن به هم می‌رسند و به داشتن برخی از گرم‌ترین آب‌های دریا روی زمین معروف است. بین سال‌های ۲۰۲۱ و ۲۰۲۳، این منطقه گرمایش غیرمعمول و پایداری را نسبت به دو دهه قبل تجربه کرد. به عنوان یکی از موتورهای اصلی سیاره برای آزادسازی گرما به جو، این ناهنجاری دمایی پایدار در استخر گرمسیری، گردش جوی جهانی را به طور اساسی تغییر داد.[1][3]

این ناهنجاری گرمای موضعی، چیزی را که دانشمندان جوی «قطار امواج راسبی» (Rossby-wave train) با انتشار به سمت قطب می‌نامند، تحریک کرد. این الگوهای آب و هوایی فشار بالا و پایین متناوب و در مقیاس بزرگ، در جو موج زدند و هزاران مایل به سمت جنوب و قاره قطب جنوب سفر کردند. این امواج عملاً به عنوان پلی عمل کردند که سیستم اقلیمی گرمسیری را مستقیماً به گستره یخ‌زده قطب جنوب متصل می‌کرد.[1][2]

هنگامی که این امواج جوی به عرض‌های جغرافیایی بالای جنوبی رسیدند، یک گردش دوقطبی شمال-جنوب بر فراز قطب جنوب شرقی ایجاد کردند. این الگوی گردش شامل ناهنجاری‌های کم‌فشار در جنوب استرالیا و ناهنجاری پرفشار در امتداد ساحل قطب جنوب شرقی بود. این دوقطبی به طور مؤثری انتقال رطوبت منطقه‌ای را سازماندهی مجدد کرد و به عنوان یک قیف جوی عظیم عمل نمود.[1]

تحت تأثیر این دوقطبی، هوای مرطوب از اقیانوس هند با عرض جغرافیایی میانی مستقیماً به سمت قطب جنوب شرقی هدایت شد، به ویژه مناطق سرزمین ملکه مری (Queen Mary Land) و سرزمین ویلکس (Wilkes Land) را هدف قرار داد. هجوم هوای مرطوب باعث بارش برف سنگین و پایدار در منطقه شد. این بارش موضعی بود، نه یک سرمایش در سطح قاره، که صدها میلیارد تن جرم را به ورقه یخی اضافه کرد.[1][3]

جالب اینجاست که محققان دریافتند که اجبار اقلیمی ناشی از انسان تنها حدود ۹ درصد از ناهنجاری بارش برف مشاهده‌شده را تشکیل می‌دهد. این رویداد عمدتاً توسط تغییرپذیری اقلیمی داخلی هدایت شد تا مرطوب شدن طولانی‌مدت مورد انتظار قطب جنوب که ناشی از انتشار گازهای گلخانه‌ای است. شبیه‌سازی‌های تاریخی و سوابق هسته یخی نشان می‌دهند که رویدادهای گرمایشی چندساله مشابه در استخر گرمسیری گرم تقریباً هر دهه یک بار تکرار می‌شوند، که نشان می‌دهد این منطقه به عنوان یک «تنظیم‌کننده» از راه دور برای بارش برف در قطب جنوب شرقی عمل می‌کند.[1][4]

علیرغم افزایش موقت، محققان تأکید می‌کنند که مسیر بلندمدت ورقه یخی قطب جنوب همچنان ناپایدار است. ورقه یخی قطب جنوب غربی همچنان با نرخی نگران‌کننده در حال از دست دادن جرم است که ناشی از آب‌های گرم اقیانوس است که قفسه‌های یخی را از زیر ذوب می‌کنند. علاوه بر این، چندین یخچال خروجی در قطب جنوب شرقی به طور فزاینده‌ای توسط همین ذوب شدن پایه و جریان سریع‌تر یخ تهدید می‌شوند.[2][3]

ناهنجاری اخیر بارش برف، نشان‌دهنده یک بازیابی پایدار و ناشی از گرمایش جهانی در ورقه یخی نیست. با تغییر اتصال از راه دور گرمسیری و فروکش کردن ناهنجاری استخر گرم، انتظار می‌رود که کاهش کلی جرم قاره روند شتاب‌دار قبلی خود را از سر بگیرد. این مهلت کوتاه در افزایش سطح دریا احتمالاً در حال پایان یافتن است.[1][2]

در نهایت، درک این مسیر اتصال از راه دور که به تازگی شناسایی شده است، چارچوبی حیاتی برای مدل‌سازی اقلیمی آینده فراهم می‌کند. با نقشه‌برداری از اینکه چگونه ناهنجاری‌های گرمسیری دوردست می‌توانند به طور موقت اثرات گرمایش جهانی در قطب‌ها را پنهان کنند، دانشمندان می‌توانند پیش‌بینی‌های خود را در مورد افزایش سطح دریا در آینده اصلاح کنند. این امر تضمین می‌کند که استراتژی‌های سازگاری ساحلی هم روندهای بی‌امان بلندمدت و هم نوسانات اقلیمی طبیعی کوتاه‌مدت را که می‌توانند آن‌ها را مبهم سازند، در نظر بگیرند.[3][4]