تضاعف اختلال توازن الطاقة على الأرض

وجد الباحثون أنه في فترة 14 عامًا من 2005 إلى 2019 ، تضاعف اختلال توازن الطاقة على الأرض تقريبًا.

يتم تحديد مناخ الأرض من خلال التوازن الدقيق بين كمية الطاقة المشعة للشمس التي يمتصها الغلاف الجوي وكمية مساحة الأرض المنبعثة من الأشعة تحت الحمراء. يحدث عدم توازن الطاقة الإيجابي عندما يتلقى نظام الأرض الطاقة وبالتالي يسخن الكوكب. مضاعفة اختلال توازن الطاقة موضوع دراسة حديثة نُشرت نتائجه في 15 يونيو 2021 رسائل البحث الجيوفيزيائي.

قارن علماء ناسا و NOAA البيانات من قياسين مستقلين. تقوم حزمة أجهزة استشعار الأقمار الصناعية الخاصة بالسحب ونظام طاقة الراديو (CERES) التابع لناسا بقياس كمية الطاقة التي تدخل وتخرج من نظام الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، تتيح البيانات المأخوذة من عوامات المحيطات العالمية ، والمعروفة باسم Arco ، تقديرًا دقيقًا لمعدلات الاحترار العالمي للمحيطات. نظرًا لأن حوالي 90 في المائة من تقلبات الطاقة تنتهي في المحيط ، يجب أن تتوافق الاتجاهات العامة للإشعاع الوارد والصادر مع التغيرات في المحتوى الحراري للمحيطات.

“إن الطريقتين المستقلتين للنظر في التغيرات في اختلال توازن الطاقة على الأرض متفقان جيدًا حقًا ، وكلاهما يظهر هذا الاتجاه الهائل ، والذي يمنحنا الكثير من الثقة في أن ما نراه هو ظاهرة حقيقية ،” قال CERES ، وقال المؤلف الرئيسي للدراسة في مركز لانغلي للأبحاث التابع لوكالة ناسا في هامبتون بولاية فرجينيا: “الاتجاهات التي وجدناها خطيرة للغاية بطريقة ما.”

زيادة انبعاثات غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان بسبب النشاط البشري تحبس الحرارة في الغلاف الجوي ، وتحبس الإشعاع الخارج ، وإلا فإنها تهرب إلى الفضاء. يؤدي الاحترار إلى تغييرات أخرى مثل ذوبان الجليد والجليد ، وزيادة تغيرات البخار والسحب تزيد من زيادة الاحتباس الحراري. اختلال توازن الطاقة على الأرض هو التأثير الصافي لهذه العوامل. لتحديد العوامل الأولية التي تسبب الاختلالات ، يبحث الباحثون في التغيرات في السحب ، والمساهمات المجمعة لبخار الماء والغازات النزرة وانبعاث الضوء من الشمس ، والبياض السطحي (كمية الضوء المنعكسة من سطح الأرض) ، والصغيرة تسمى جسيمات الغلاف الجوي الهباء الجوي ، والغلاف الجوي السطحي.

تضاعف عدم التوازن يرجع جزئيًا إلى الأنشطة البشرية مثل الزيادة في غازات الدفيئة ، والمعروفة أيضًا باسم الإكراه البشري ، والزيادة في البخار تلتقط المزيد من الإشعاع طويل الموجة الخارج ، مما يساهم بشكل أكبر في اختلال توازن الطاقة على الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، يؤدي الانخفاض المرتبط بالسحب وتساقط الثلوج في المحيطات إلى زيادة امتصاص الطاقة الشمسية.

وجد الباحثون أيضًا أن التذبذب العقدي للمحيط الهادئ (PDO) لعب دورًا رئيسيًا في الانتقال من المرحلة الباردة إلى المرحلة الساخنة في تكثيف اختلالات الطاقة. PDO هو نظام تغير مناخ المحيط الهادئ. يوجد عند أطراف أصابعه إسفين كبير يمر عبر المراحل الباردة والدافئة في شرق المحيط الهادئ. يمكن أن يكون لهذا التباين الداخلي الذي يحدث بشكل طبيعي في نظام الأرض تأثيرات طويلة المدى على الطقس والمناخ. بدأت مرحلة PTO شديدة الحرارة في عام 2014 واستمرت حتى عام 2020 ، مع انخفاض واسع النطاق في التغطية السحابية فوق المحيط وزيادة في امتصاص الإشعاع الشمسي.

قال لوبي: “يمكن أن يكون مزيجًا من الإكراه الأنثروبولوجي والتباين الداخلي”. “خلال هذه الفترة يتسبب كلاهما في الاحتباس الحراري ، مما يؤدي إلى تغيير هائل في اختلال توازن الطاقة على الأرض. حجم الزيادة غير مسبوق.”

يحذر لوب من أن هذه الدراسة ليست سوى لقطة سريعة لتغير المناخ على المدى الطويل ولا يمكنها التنبؤ بدقة بما ستجلبه العقود القادمة لموازنة ميزانية طاقة الأرض. ومع ذلك ، خلصت الدراسة إلى أنه إذا لم ينخفض ​​معدل زيادة الحرارة ، فمن المتوقع حدوث تغييرات أكثر من المناخ الحالي.

“تسمح لنا تسجيلات Arco و Ceres الطويلة والمتكاملة للغاية بتشبيك اختلال توازن الطاقة في الأرض بدقة متزايدة والقراءة بذكاء متزايد مع زيادة الاختلافات والاتجاهات مع مرور الوقت.” قال جريجوري جونسون ، باحث في الفيزياء والبحوث البحرية في المختبر البيئي للمحيط الهادئ التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في سياتل ، واشنطن. “مراقبة حجم وتقلب هذه الاختلالات في الطاقة أمر بالغ الأهمية لفهم مناخ الأرض المتغير.”

ملاحظة: نورمان ج. لوبي ، جريجوري ج. جونسون ، تايلر ج. ثورسون ، جون م. ليمان ، فريد ج. روز وسي جي كاتو ، 15 يونيو 2021 ، “بيانات الأقمار الصناعية والمحيطات تكشف عن زيادة كبيرة في معدل حرارة الأرض”. رسائل البحث الجيوفيزيائي.
دوى: 10.1029 / 2021GL093047