رفتن به محتوای اصلی
کوهستان
تحلیل کوهستانعلم آب و هوامجموعه شواهد· 6 دقیقه مطالعه· در علم

گرمایش جهانی چرخه‌های ال‌نینیو را فراتر از هنجارهای هزاره تشدید می‌کند؛ یافته‌های مطالعه مرجانی

بازسازی ۱۰۰۰ ساله دمای اقیانوس آرام با استفاده از مرجان‌های گالاپاگوس نشان می‌دهد که رویدادهای ال‌نینیو طی چهار دهه گذشته تقریباً ۴۰ درصد قوی‌تر شده‌اند. این یافته‌ها حاکی از آن است که گرمایش جهانی ناشی از فعالیت‌های انسانی در حال حاضر در حال تقویت شدید تأثیرگذارترین الگوی اقلیمی طبیعی سیاره است.

به قلم فرشید جمشیدی

به‌طور خلاصه

  • رویدادهای ال‌نینیو طی ۴۰ سال گذشته تقریباً ۳۶.۵ درصد قوی‌تر از میانگین پیش از دوران صنعتی بوده‌اند.
  • محققان با استفاده از مرجان‌های زنده و فسیل‌شده جزایر گالاپاگوس، ۱۰۰۰ سال دمای اقیانوس را بازسازی کردند.
  • مدل‌های اقلیمی که عوامل طبیعی مانند فعالیت‌های آتشفشانی و خورشیدی را آزمایش می‌کردند، نتوانستند تشدید اخیر را توضیح دهند.

برای دهه‌ها، دانشمندان اقلیم در مورد یک پرسش حیاتی بحث کرده‌اند: آیا زنجیره اخیر رویدادهای ال‌نینیوی فوق‌العاده قدرتمند—که رکوردهای دمای جهانی را در سال‌های ۱۹۹۸، ۲۰۱۶ و ۲۰۲۴ شکستند—صرفاً یک نوسان طبیعی است، یا نتیجه مستقیم گرمایش جهانی ناشی از انسان؟

جداسازی یک سیگنال ناشی از فعالیت‌های انسانی از ریتم‌های نامنظم و چند قرنی خود سیستم اقلیمی، یکی از دشوارترین چالش‌های این حوزه بوده است. سوابق ابزاری دمای اقیانوس تنها به کمی بیش از یک قرن پیش بازمی‌گردد، که برای ایجاد یک خط مبنای قطعی برای چرخه‌ای که طی دهه‌ها عمل می‌کند، کافی نیست.[2]

یک بازسازی ۱۰۰۰ ساله جدید از دمای اقیانوس آرام، که در مجله «ساینس» منتشر شده است، این تنش را حل می‌کند. محققان با تجزیه و تحلیل امضاهای شیمیایی محبوس شده در مرجان‌های باستانی و مدرن، واضح‌ترین شواهد را ارائه کرده‌اند که نشان می‌دهد گرمایش جهانی در حال حاضر در حال تقویت شدید تأثیرگذارترین الگوی اقلیمی طبیعی سیاره است.[1][2]

یافته‌ها صریح هستند: رویدادهای ال‌نینیو طی ۴۰ سال گذشته تقریباً ۴۰ درصد قوی‌تر از دوران پیش از صنعتی شدن بوده‌اند. این تشدید اخیر در هزاره گذشته بی‌سابقه است و نشان می‌دهد که تغییرات اقلیمی دیگر تنها یک تهدید آینده برای چرخه ال‌نینیو نیست، بلکه یک واقعیت کنونی است.[1][2]

مرجان‌ها نوارهای رشد سالانه را اضافه می‌کنند که امضاهای شیمیایی آب دریا را در خود حبس کرده و به عنوان یک دماسنج طبیعی عمل می‌کنند.

برای درک اینکه محققان چگونه به این نتیجه رسیده‌اند، بهتر است مکانیسم‌های نوسان جنوبی ال‌نینیو (ENSO) را درک کنیم. در شرایط عادی، بادهای تجاری قدرتمند به سمت غرب در سراسر اقیانوس آرام می‌وزند و آب گرم سطحی را به سمت آسیا می‌رانند و اجازه می‌دهند آب خنک و غنی از مواد مغذی در سواحل آمریکای جنوبی بالا بیاید.[2]

در طول یک رویداد ال‌نینیو، این بادهای تجاری ضعیف می‌شوند. آب گرمی که در غرب انباشته شده بود، به سمت شرق در سراسر اقیانوس آرام سرازیر می‌شود. این توزیع مجدد عظیم گرمای اقیانوس، فشار جوی را تغییر داده و الگوهای بارشی را در مقیاس سیاره‌ای بازآرایی می‌کند.[2][3]

از آنجایی که جزایر گالاپاگوس دقیقاً در اقیانوس آرام شرقی—کانون این نوسانات دمایی چشمگیر—قرار دارند، رصدخانه طبیعی کاملی محسوب می‌شوند. تیم تحقیقاتی، به رهبری دانشمندان دانشگاه میشیگان و دانشگاه کالیفرنیا سانتا باربارا، نمونه‌های هسته‌ای را از ۱۳ مرجان در سراسر مجمع‌الجزایر، از جمله کلونی‌های زنده و تخته‌سنگ‌های فسیل‌شده عظیم، جمع‌آوری کردند.[1][2]

مرجان‌ها به عنوان دماسنج‌های زنده عمل می‌کنند. همانطور که رشد می‌کنند و هر سال یک تا دو سانتی‌متر اسکلت کربنات کلسیم اضافه می‌کنند، عناصر کمیاب را از آب دریا اطراف در خود جای می‌دهند.[1][2]

دانشمندان با اندازه‌گیری نسبت‌های استرانسیم به کلسیم، و همچنین ایزوتوپ‌های اکسیژن، در داخل این نوارهای رشد سالانه، می‌توانند دمای دقیق آب را در زمانی که آن لایه خاص تشکیل شده است، بازسازی کنند.[1][2]

سوابق مرجانی نشان می‌دهد که نوسان دمای اقیانوس آرام شرقی طی چهار دهه گذشته ۳۶.۵ درصد افزایش یافته است.

با کنار هم قرار دادن این سوابق، یک جدول زمانی دمایی پیوسته و با وضوح بالا به دست آمد که به ۱۰۰۰ سال قبل بازمی‌گردد. داده‌ها یک الگوی قابل توجه را آشکار کردند: برای قرن‌ها قبل از انقلاب صنعتی، نوسان ال‌نینیو نسبتاً پایین و ثابت باقی مانده بود.[1][2]

با این حال، با شروع اواخر قرن نوزدهم، نوسان شروع به افزایش کرد. این افزایش در اواخر قرن بیستم به شدت شتاب گرفت. طی ۴۰ سال گذشته، نوسان دمای سطح دریا در اقیانوس آرام شرقی ۳۶.۵ درصد بالاتر از میانگین پیش از دوران صنعتی، و ۱۶.۲ درصد بالاتر از میانگین قرن بیستم بود.[1][2]

برای اطمینان از اینکه این جهش چشمگیر صرفاً یک ناهنجاری طبیعی نادر نیست، محققان به شبیه‌سازی‌های کامپیوتری روی آوردند. آنها ۱۲ مدل اقلیمی مختلف را اجرا کردند و آنها را با عوامل اجباری اقلیمی طبیعی که طی هزاره گذشته رخ داده‌اند، مانند خنک شدن موقت ناشی از فوران‌های آتشفشانی و نوسانات انرژی خورشیدی، برنامه‌ریزی کردند.[1][2]

نتایج قطعی بودند. هیچ یک از مدل‌ها نتوانستند تشدید شدید اخیر را تنها با استفاده از عوامل طبیعی بازتولید کنند. افزایش مدرن در قدرت ال‌نینیو به طور قابل توجهی از محدوده نوسانات داخلی طبیعی فراتر رفت و مستقیماً به تأثیر انتشار گازهای گلخانه‌ای اشاره کرد.[1][2]

در حالی که این امر ارتباط بین گرمایش جهانی و ال‌نینیوهای قوی‌تر را تأیید می‌کند، یک آسیب‌پذیری حیاتی را نیز در علم اقلیم مدرن آشکار می‌سازد. این واقعیت که ده‌ها مدل اقلیمی نتوانستند این تشدید خاص را پیش‌بینی یا بازتولید کنند، به این معنی است که شبیه‌سازی‌های کنونی یک دینامیک کلیدی در نحوه واکنش اقیانوس آرام گرمسیری به یک سیاره در حال گرم شدن را از دست داده‌اند.[2]

محققان گمان می‌کنند که مدل‌ها ممکن است مکانیسم‌های فیزیکی پیچیده، مانند اختلاط اقیانوسی، همرفت جوی، فرآیندهای ابری، یا رفتار ترموکلاین—لایه مرزی بین آب گرم سطحی و آب سرد عمیق—را به طور ناکافی نمایش دهند.[2][3]

یک ال‌نینیوی تقویت‌شده، بارش سیاره‌ای را بازآرایی می‌کند، مسیرهای طوفان را تغییر می‌دهد و خطر خشکسالی‌ها و سیل‌های شدید را افزایش می‌دهد.

رفع این نقطه کور یک اولویت فوری است، زیرا یک ال‌نینیوی تقویت‌شده به عنوان یک «چند برابر کننده تهدید» برای پدیده‌های شدید آب و هوایی جهانی عمل می‌کند. هنگامی که یک ال‌نینیوی قوی بر روی گرمایش جهانی ناشی از انسان رخ می‌دهد، اثر ترکیبی دماها و بلایای اقلیمی را تولید می‌کند که از آنچه هر یک از این تأثیرات به تنهایی ایجاد می‌کردند، فراتر می‌رود.[2][3]

پیامدها در سراسر جهان موج می‌زند. ال‌نینیوهای قوی‌تر مسیرهای طوفان را تغییر می‌دهند و خشکسالی‌های شدید و طولانی‌مدت را برای مناطقی مانند جنگل‌های بارانی آمازون و اقیانوس آرام غربی به ارمغان می‌آورند، در حالی که بارندگی‌های شدید و زیرساخت‌ویران‌کننده را به قاره آمریکا می‌رسانند.[2][3]

این تغییرات فیزیکی مستقیماً به بحران‌های انسانی و زیست‌محیطی تبدیل می‌شوند. خشکسالی‌ها برداشت‌های کشاورزی را کاهش می‌دهند، امنیت غذایی را تهدید می‌کنند و شرایطی شبیه به انبار باروت برای آتش‌سوزی‌های جنگلی فاجعه‌بار ایجاد می‌کنند. برعکس، سیل‌های شدید خانه‌ها و بزرگراه‌ها را تخریب می‌کنند و گسترش بیماری‌های منتقله از آب مانند وبا را تسریع می‌بخشند.[2][4]

این تغییرات فیزیکی مستقیماً به بحران‌های انسانی و زیست‌محیطی تبدیل می‌شوند.

در اقیانوس‌ها، ترکیب یک ال‌نینیوی تقویت‌شده و افزایش دماهای خط مبنا، اکوسیستم‌های دریایی را فراتر از محدودیت‌های حرارتی‌شان سوق می‌دهد. تنش گرمایی حاصل منجر به سفید شدن گسترده مرجان‌ها و مرگ و میر می‌شود و دقیقاً همان ارگانیسم‌هایی را که به دانشمندان کمک کردند این روند تاریخی را کشف کنند، ویران می‌سازد.[2]

نویسندگان این مطالعه تأکید می‌کنند که یافته‌های آنها به این معنی نیست که هر ال‌نینیوی آینده قوی‌تر از قبلی خواهد بود. نوسان طبیعی همچنان نقش دارد و رویدادهای ضعیف‌تر نیز رخ خواهند داد. با این حال، اقلیم پس‌زمینه به طور اساسی تغییر کرده است. اقیانوس اکنون آماده است تا ال‌نینیوهای «فوق‌العاده» قدرتمند و بسیار مخرب را بسیار رایج‌تر کند و زمان کمتری برای بازیابی بین رویدادهای شدید برای سیاست‌گذاران و جوامع آسیب‌پذیر باقی بگذارد.[3][4]

اصطلاحات کلیدی

نوسان جنوبی ال‌نینیو (ENSO)
یک الگوی اقلیمی تکرار شونده شامل تغییرات دمای آب‌ها در اقیانوس آرام گرمسیری مرکزی و شرقی، که بر آب و هوای جهانی تأثیر می‌گذارد.
دیرینه‌اقلیم‌شناسی
مطالعه اقلیم‌های گذشته با استفاده از داده‌های حفظ شده در آرشیوهای طبیعی مانند هسته‌های یخی، حلقه‌های درختان و اسکلت مرجان‌ها.
تحلیل ایزوتوپی
روشی که برای تعیین دمای تاریخی آب اقیانوس با اندازه‌گیری نسبت اتم‌های مختلف اکسیژن محبوس شده در اسکلت مرجان‌ها استفاده می‌شود.
ترموکلاین
لایه انتقالی در اقیانوس که در آن دمای آب به سرعت با عمق کاهش می‌یابد و نقش کلیدی در دینامیک ال‌نینیو ایفا می‌کند.

بررسی عمیق دیدگاه‌ها

محققان اقلیم

بر شواهد تجربی تشدید و نیاز فوری به به‌روزرسانی مدل‌های اقلیمی تمرکز دارند.

برای این گروه، سوابق مرجانی مدرک قطعی را فراهم می‌کند که در سوابق ابزاری کوتاه مدت غایب بود. محققان با ایجاد یک خط مبنای ۱۰۰۰ ساله، می‌توانند با اطمینان تغییرات ناشی از انسان را از نوسانات طبیعی جدا کنند. با این حال، نگرانی اصلی آنها اکنون به سمت مدل‌های پیش‌بینی تغییر می‌کند. از آنجایی که شبیه‌سازی‌های اقلیمی کنونی نتوانستند تشدید مشاهده شده ۳۶.۵ درصدی را بازتولید کنند، دانشمندان استدلال می‌کنند که شکاف حیاتی در درک ما از بازخوردهای اقیانوس-جو وجود دارد. رفع این نقص در مدل‌ها به عنوان یک اولویت فوری برای پیش‌بینی دقیق خشکسالی‌ها، سیل‌ها و امواج گرمای آینده دیده می‌شود.

حامیان اقدام اقلیمی

بر تلفات انسانی فوری ناشی از آب و هوای تقویت‌شده و نیاز به حذف تدریجی سوخت‌های فسیلی تأکید می‌کنند.

حامیان محیط زیست و ناظران سیاست، این یافته‌ها را به عنوان یک هشدار جدی در مورد خطرات ترکیبی بحران اقلیمی می‌بینند. آنها استدلال می‌کنند که یک ال‌نینیوی تقویت‌شده به عنوان یک چند برابر کننده تهدید عمل می‌کند و جوامع آسیب‌پذیر را فراتر از ظرفیت سازگاری آنها سوق می‌دهد. برای این گروه، تحقیق تأکید می‌کند که تأثیرات گرمایش جهانی خطی یا تدریجی نیستند؛ بلکه به صورت پدیده‌های شدید ناگهانی و خشونت‌آمیز ظاهر می‌شوند. تمرکز آنها بر روی علت اصلی باقی می‌ماند و استدلال می‌کنند که تنها راه برای کاهش این شکست‌های آبشاری زیرساختی و زیست‌محیطی، گذار سریع و جهانی از سوخت‌های فسیلی است.

تحلیلگران پیامدها

پیامدهای اجتماعی-اقتصادی و زیرساختی ناشی از تغییر الگوهای آب و هوایی سیاره‌ای را ردیابی می‌کنند.

تحلیلگران متمرکز بر ریسک جهانی و زیرساخت‌ها اشاره می‌کنند که جامعه مدرن برای اقلیم هزاره گذشته ساخته شده است، نه پدیده‌های شدید و ناپایدار کنونی. افزایش ۴۰ درصدی در شدت ال‌نینیو، محاسبات ریسک را برای کشاورزی، مدیریت آب و واکنش به بلایا به طور اساسی تغییر می‌دهد. این دیدگاه بر اثرات اقتصادی آبشاری تأکید می‌کند: شکست محصولات کشاورزی در مناطق گرمسیری، اختلال در زنجیره‌های تأمین، و بار مالی طاقت‌فرسای بازسازی زیرساخت‌های تخریب شده توسط سیل‌ها و آتش‌سوزی‌های جنگلی بی‌سابقه.

محققان اقلیم 45%حامیان اقدام اقلیمی 35%تحلیلگران پیامدها 20%
محققان اقلیم
بر شواهد تجربی تشدید و نیاز فوری به به‌روزرسانی مدل‌های اقلیمی تمرکز دارند.
حامیان اقدام اقلیمی
بر تلفات انسانی فوری ناشی از آب و هوای تقویت‌شده و نیاز به حذف تدریجی سوخت‌های فسیلی تأکید می‌کنند.
تحلیلگران پیامدها
پیامدهای اجتماعی-اقتصادی و زیرساختی ناشی از تغییر الگوهای آب و هوایی سیاره‌ای را ردیابی می‌کنند.

دیدگاه‌هایی که این گزارش پوشش نداده

  • جوامع کشاورزی در جنوب جهانی که مستقیماً تحت تأثیر تغییر الگوهای بارشی قرار گرفته‌اند.
  • کارشناسان بیمه که ریسک مالی ناشی از پدیده‌های شدید اقلیمی تقویت‌شده را مدل‌سازی می‌کنند.

منابع

پوشش منابع

4 منبع

3 دیدگاه شناسایی‌شده

محققان اقلیم 45%حامیان اقدام اقلیمی 35%تحلیلگران پیامدها 20%
  1. [1]Scienceمحققان اقلیم

    Recent strengthening of eastern Pacific ENSO in the last millennium paleorecord

    مطالعه در Science →
  2. [2]Scienmagمحققان اقلیم

    Global warming is intensifying eastern Pacific El Niño variability

    مطالعه در Scienmag →
  3. [3]The Guardianحامیان اقدام اقلیمی

    El Niño climate patterns supercharged by burning of fossil fuels, study finds

    مطالعه در The Guardian →
  4. [4]تیم سردبیری کوهستانتحلیلگران پیامدها

    تحلیل تیم سردبیری کوهستان

    مطالعه در تیم سردبیری کوهستان →

نظرات

همیشه در جریان باشید

هر زاویه. هر روز.

اخبار علم با پوشش کامل منابع و تحلیل دیدگاه‌ها، هر روز و رایگان.