Mokslininkai pagaliau įminė amžių senumo Pietų pusrutulio paslaptį: „Bangos priminė kalnus ir grasino apversti laivą“

Daug pasaulio matę jūrininkai jau prieš keletą amžių suprato, kad galingiausios audros kyla Pietų pusrutulyje. „Bangos priminė kalnus ir grasino apversti laivą“, – savo kelionę į Pietų Ameriką 1849 m. apibūdino vienas keleivis.

Šiuolaikiniai mokslininkai išanalizavo palydovinius duomenis ir patvirtino jūreivių pastebėtą dalyką. Tyrėjai išsiaiškino, kad Pietų pusrutulyje kyla maždaug 24 proc. daugiau audrų nei Šiaurės pusrutulyje. Tiesa, šio skirtumo priežastys iš pradžių nebuvo žinomos.

Naujo tyrimo, kuriam vadovavo Čikagos universiteto klimato mokslininkė Tiffany Shaw, metu buvo suformuluotas pirmas geras šio reiškinio paaiškinimas. T. Shaw su kolegomis rado dvi pagrindines priežastis: vandenynų cirkuliacija ir dideli kalnynai Šiaurės pusrutulyje.

Mokslininkai taip pat nustatė, kad ši audrų asimetrija padidėjo nuo palydovų eros pradžios XX a. devintajame dešimtmetyje. Padidėjimas kokybiškai atitinka klimato kaitos prognozes, paremtas fizikiniais modeliais.

Istorija apie du pusrutulius

Ilgą laiką turėjome nedaug informacijos apie orus Pietų pusrutulyje: paprastai oro sąlygos stebimos naudojant antžemines priemones, o Pietų pusrutulyje yra gerokai daugiau vandenynų nei Šiaurės pusrutulyje.

Pradėję naudoti palydovus, įgijome galimybę išmatuoti pusrutulių orų skirtumų mastą. Pasirodo, Pietų pusrutulis pasižymi stipresnėmis atmosferos sraujymėmis ir intensyvesniais orais.
Yra keletas versijų, tačiau niekam nepavyko pateikti nenuginčijamo šios orų asimetrijos paaiškinimo. T. Shaw, dr. Osamu Miyawaki, dirbantis Nacionaliniame atmosferos tyrimų centre, ir Vašingtono universiteto mokslininkas Aaronas Donohoe turėjo savo hipotezių, iškeltų ankstesnių tyrimų metu, tačiau jie norėjo žengti kitą žingsnį – sujungti įvairius įrodymus, gautus atliekant stebėjimus, teorines žinias ir fizikinių Žemės klimato modelių duomenis.

„Žemės į stiklainį neįdėsi, – paaiškino T. Shaw. – Todėl rėmėmės klimato modeliais, paremtais fizikos dėsniais, ir atlikome eksperimentų savo hipotezėms patikrinti.“

Mokslininkai naudojo skaitinį Žemės klimato modelį – palaipsniui pašalino po vieną kintamąjį ir fiksavo jo įtaką audringumui. Pirmasis ištirtas kintamasis buvo topografija. Didelės kalnų grandinės sutrikdo oro srovių judėjimą taip, kad sumažėja audrų skaičius. O juk Šiaurės pusrutulyje kalnų yra daugiau.

Ir iš tikrųjų – kai studijos autoriai Žemės klimato modelyje panaikino visus kalnus, nebeliko maždaug pusės pirmiau minėto skirtumo, kalbant apie audrų skaičių.

Kita pusė buvo susijusi su vandenynų cirkuliacija. Vanduo aplink pasaulį juda tarytum labai lėtas, bet galingas konvejerio diržas: nugrimzta Arktyje, keliauja vandenyno dugnu, pakyla ties Antarktida ir tęsia kelionę netoli paviršiaus, gabendamas energiją. Tai sukuria energijos skirtumą tarp dviejų pusrutulių. Mokslininkams pamėginus pašalinti šį „konvejerio diržą“, jie pastebėjo, kad nebeliko kitos audringumo skirtumo dalies.

Audros stiprėja

Atsakę į esminį klausimą, kodėl Pietų pusrutulis yra audringesnis, mokslininkai nusprendė patyrinėti, kaip audringumas pasikeitė nuo tų laikų, kai atsirado galimybė jį stebėti.

Išnagrinėję pastarųjų dešimtmečių stebėjimų duomenis, jie išsiaiškino, kad audringumo asimetrija padidėjo palydovų eros, prasidėjusios XX a. devintajame dešimtmetyje, metu, t. y. Pietų pusrutulis darosi audringesnis, o vidutiniai pokyčiai Šiaurės pusrutulyje yra nežymūs.

Pietų pusrutulio audringumo pokyčiai susiję su vandenynų pokyčiais. Tyrėjai pastebėjo panašią vandenynų įtaką ir Šiaurės pusrutulyje, tačiau jų poveikį kompensuoja Šiaurės pusrutulyje sugeriamų saulės spindulių kiekis, didėjantis tirpstant ledynams ir sniegui.

Taip pat studijos autoriai nustatė, kad modeliuose, naudotuose rengiant Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos vertinimo ataskaitą, matyti tokios pačios tendencijos – didėjantis audringumas Pietų pusrutulyje ir nežymūs pokyčiai Šiaurės pusrutulyje. Tai svarbus nepriklausomas minėtųjų modelių tikslumo patvirtinimas.

Gali būti keista, kad toks apgaulingai paprastas klausimas – kodėl viename pusrutulyje kyla daugiau audrų – ilgai neturėjo atsakymo, tačiau T. Shaw paaiškino, kad oro ir klimato fizikos mokslo šaka yra gana jauna, palyginti su daugeliu kitų disciplinų.

Tik po Antrojo pasaulinio karo mokslininkai pradėjo kurti išsamius oro ir klimato fizikinius modelius (prie šių darbų labai daug prisidėjo Čikagos universiteto profesorius Carlas-Gustafas Rossby).

Vis dėlto geras klimato fizikinių mechanizmų ir jų reakcijos į žmonių sukeltus pokyčius, tokius kaip nurodyti šiame tyrime, supratimas yra būtinas norint prognozuoti ir žinoti, ko tikėtis spartėjant klimato kaitai.

„Pakloję šiuos suvokimo pamatus, didiname klimato kaitos prognozių patikimumą ir padedame visuomenei geriau pasiruošti klimato kaitos poveikiui, – sakė T. Shaw. – Vienas iš pagrindinių mano tyrimo tikslų – suprasti, ar klimato kaitos modeliai yra tikslūs dabar, kad žinotume, ar galime jais kliautis prognozuodami ateitį. Labai daug pastatyta ant kortos, todėl svarbu gauti teisingą atsakymą.“

Šaltiniai:

• https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2123512119
• https://scitechdaily.com/why-is-the-southern-hemisphere-stormier-scientists-solve-a-century-old-mystery/