دوامة قطبية
من ويكيبيديا

دوامة قطبية (بالإنجليزية: Polar vortex)‏، وهي منخفض جوي عالي المستوى يقع بالقرب من أحد قطبي الأرض. توجد دوامتان قطبيتان بالغلاف الجوي للأرض فوق القطبين الشمالي والجنوبي. وتعتبر كل دوامة قطبية منخفضًا جويًا واسع النطاق بقطر أقل من 1000 كيلومتر، يدور في اتجاه عكس اتجاه عقارب الساعة عند القطب الشمالي، وفي اتجاه عقارب الساعة عند القطب الجنوبي، ويسمى بالإعصار في كلتا الحالتين، وبعبارة أخرى، تدور كل دوامة قطبية في اتجاه الشرق حول كل قطب. يحدث دوران هذه الدوامات بفعل تأثير كوريوليس، تمامًا مثل بقية الأعاصير الأخرى. وتوجد قاعدة كل دوامة قطبية في الجزء الوسطي والجزء العلوي من طبقة التروبوسفير وتمتد إلى طبقة الستراتوسفير. ويوجد بالأسفل تكتل كبير من الهواء القطبي الشمالي البارد الكثيف.

يُحدَّد موقع الجبهة القطبية من خلال نطاق الالتقاء بين التكتل الهوائي البارد الجاف الخاص بالقطب والتكتل الهوائي الدافئ الرطب الموجود أبعد منه ناحية الجنوب. تتمركز الجبهة القطبية عن خط عرض 60 درجة تقريبًا. تزداد قوة الدوامة القطبية خلال فصل الشتاء، وتضعف خلال الصيف؛ بسبب اعتمادها على الاختلاف في درجات الحرارة بين خط الاستواء والقطبين.

تزداد قوة هاتين الدوامتين وتقل من سنة إلى أخرى. تصبح الدوامة القطبية الشمالية مُحددة جيدًا عندما تكون قوية وتتمركز لتكون دوامة واحدة تضم الهواء القطبي الشمالي بشكل مُحكم؛ وعندما تكون أضعف، وهي حالتها العامة، تتفكك إلى دوامتين أو أكثر؛ وعندما تكون ضعيفة للغاية، يصبح تدفق الهواء القطبي الشمالي غير منظم، ويمكن أن تتجه التكتلات الهوائية القطبية الشمالية الباردة في اتجاه خط الاستواء، ليصاحبها انخفاض حاد وسريع في درجات الحرارة هناك. عندما تكون الدوامة القطبية قوية، تتكون دوامة واحدة ضخمة مع تيار نفاث مُقيد بالقرب من الجبهة القطبية بصورة قوية. وعندما تضعف الدوامة القطبية الشمالية، تتفكك إلى دوامتين أو أكثر من الدوامات الصغيرة، ويوجد أقواها بالقرب من جزيرة بافن شمال كندا، وتوجد الأخرى فوق الجزء الشمالي الشرقي من سيبيريا.

تعتبر الدوامة القطبية الجنوبية الخاصة بنصف الكرة الجنوبي منخفضًا جويًا منفردًا موجودًا بالقرب من حافة حاجز روس الجليدي، بالقرب من خط طول 160 غربًا. وعندما تكون هذه الدوامة القطبية قوية، تتزايد معها قوة رياح الغربيات، وهي رياح سطحية بين خطي عرض 30 درجة إلى 60 من الغرب، وتظل مستمرة. وعندما تكون الدوامة القطبية ضعيفة، يمكن أن تتجه المرتفعات الجوية الموجودة في المنطقة الوسطى من خطوط العرض باتجاه القطب، محركةً الدوامة القطبية، والتيار النفاث، والجبهة القطبية باتجاه خط الاستواء. ويظهر التيار النفاث منحنٍ ومنحرفًا ناحية الجنوب. ويندفع هذا الهواء البارد الجاف بسرعة ليتلاقى مع الهواء الدافئ الرطب الموجود في المنطقة الوسطى من خطوط العرض، ما يؤدي إلى تغير جذري سريع في الطقس يُعرف بـ«موجة البرد».

تحدث ظاهرة نضوب الأوزون داخل الدوامات القطبية، تحديدًا فوق نصف الكرة الجنوبي، ويصل هذه النضوب إلى قمته خلال فصل الربيع.
تاريخ
وُصفت الدوامات القطبية لأول مرة في عام 1853. حدث احترار الستراتوسفير المفاجئ (أس أس دبليو) الخاص بهذه الظاهرة خلال فصل الشتاء بنصف الكرة الشمالي واكتُشف عام 1952 من خلال عمليات الرصد الخاصة بالمسبار اللاسلكي على ارتفاعات أعلى من 20 كيلومتر.

ذُكرت هذه الظاهرة أكثر من مرة في الأخبار والنشرات الجوية خلال خلال موجة الشتاء الباردة في الولايات المتحدة لعام 2013-2014، ما أشاع استخدام هذا المصطلح باعتباره تفسيرًا لدرجات الحرارة شديدة البرودة.

اعتُقد أن موجة البرد التي أثرت على أغلب مناطق الولايات المتحدة وكندا في أواخر يناير عام 2019 حدثت بسبب دوامة قطبية. حذرت هيئة الأرصاد الوطنية للولايات المتحدة من إمكانية الإصابة بقضمة الصقيع عند التعرض لهذا البرد القارس في الخارج لمدة 10 دقائق فقط، وأُغلقت المئات من المدارس، والكليات، والجامعات في المناطق المتأثرة بهذه الموجة. توفي نحو 21 شخصًا في الولايات المتحدة بسبب تعرضهم لقضمة صقيع وخيمة. وصلت درجة تبريد الرياح ببعض الولايات الأمريكية الموجودة بمنطقة الغرب الأوسط من الولايات المتحدة إلى أعلى من 45 درجة مئوية تحت الصفر بقليل.

يُعتقد أن الدوامة القطبية أثرت على أوروبا أيضًا. وعلى سبيل المثال، اعتُقد أن فيضانات الشتاء بالمملكة المتحدة لعام 2013-2014 حدثت بسبب الدوامة القطبية نفسها التي سببت موجة البرد القارس في الولايات المتحدة وكندا. وبشكل مماثل، اعتُقد أيضًا أن موجتي البرد القارس بالمملكة المتحدة في فصلي الشتاء لعامي 2009-2010، و2010-2011 حدثتا بسبب الدوامة القطبية.

التحديد
تعتبر الأعاصير القطبية منخفضات جوية موجودة ضمن التكتلات الهوائية القطبية، وتتواجد هذه الأعاصير على مدار السنة. تنشأ الدوامة القطبية الخاصة بطبقة الستراتوسفير عند خطوط العرض الأعلى من منطقة التيار النفاث تحت الاستوائي. ويقل نصف قطر أغلب الدوامات القطبية عن 1000 كيلومتر أفقيًا. تستخدم مجموعة متنوعة من مستويات الضغط والارتفاع في تحديد موقع الدوامات القطبية؛ لأنها تمتد من طبقة الستراتوسفير إلى الأسفل حتى منتصف طبقة التروبوسفير. ويستخدم مستوى الضغط 50 هكتوباسكال غالبًا في تحديد موقع هذه الدوامات في طبقة الستراتوسفير. ويمكن استخدام حدود خطوط الكنتور المغلقة الخاصة بدرجات الحرارة الكُمُونيَّة في تحديد قوة هذه الدوامات عند مستوى منطقة التروبوبوز من الغلاف الجوي. واستخدم آخرون مستويات ضغط تصل إلى 500 هكتوباسكال، عند ارتفاع 5460 مترًا عن مستوى سطح البحر خلال فصل الشتاء، لتحديد الدوامة القطبية.

التغير المناخي
وجدت إحدى الدراسات لعام 2001 أن دوران طبقة الستراتوسفير يمكن أن يكون له آثار غريبة على أنظمة الطقس. وفي نفس السنة، وجد الباحثون ارتباطًا إحصائيًا بين الدوامة القطبية الضعيفة وتفشي البرد القارس في نصف الكرة الشمالي. وفي السنوات الأخيرة، حدد العلماء تفاعلات بين تناقص الجليد البحري في القطب الشمالي، وتناقص الغطاء الجليدي، وأنماط النتح التبخري، وشذوذ التذبذب شمال الأطلسي (أن إيه أو) أو الشذوذ الطقسي المرتبط بالدوامة القطبية وبنية التيار النفاث. ومع ذلك، يوجد ارتياب كبير في استنتاجات عمليات الرصد المتخصصة؛ لأنها تعتبر عمليات رصد قصيرة الأمد، إذ بدأت منذ 13 عامًا تقريبًا. وتستلزم عمليات الرصد الخاصة بعلم المناخ عقودًا عديدة حتى تُميز التقلبات الطبيعية بشكل حاسم عن الاتجاهات المناخية.

هناك افتراض عام يفترض أن الغلاف الجليدي المتناقص يعكس كميةً أقل من أشعة الشمس وبالتالي يزداد التبخر والنتح، والذي بدوره يُغير من ضغط وتدرج درجة حرارة الدوامة القطبية، ما يسبب ضعفها أو انهيارها. ويصبح هذا ظاهرًا عندما تزداد سعة التيار النفاث (التيارات المتعرجة) فوق نصف الكرة الشمالي، ما يؤدي إلى انتشار أمواج روسبي لمسافات أبعد باتجاه الشمال أو الجنوب، والذي بدوره ينقل الهواء الأكثر دفئًا إلى القطب الشمالي، وينقل الهواء القطبي إلى خطوط العرض المنخفضة. تزداد سعة التيار النفاث مع الدوامة القطبية الأضعف، وبالتالي تزداد احتمالية أن تصبح أنظمة الطقس مسدودةً. تجلى حدث السد الطقسي في عام 2012 عندما وجَّه مرتفع جوي موجود فوق غرينلاند إعصار ساندي باتجاه ولايات إقليم الأطلسي الأوسط الشمالية.

نضوب الأوزون
أدت كيمياء الدوامة القطبية الجنوبية إلى خلق حالة نضوب شديد للأوزون. يتفاعل حمض النيتريك الموجود في سحب طبقة الستراتوسفير القطبية مع الكلوروفلوروكربون لتكوين الكلور، والذي يحفز من التحلل الضوئي الكيميائي للأوزون. تزداد تركيزات الكلور خلال فصل الشتاء القطبي، وبالتالي يصل تحلل الأوزون إلى ذروته عندما تعود أشعة الشمس مرةً أخرى في فصل الربيع. يمكن أن تتكون هذه السحب فقط عند درجات الحرارة الأقل من 80 درجةً مئويةً تحت الصفر. تنخفض شدة نضوب الأوزون في القطب الشمالي عنه في القطب الجنوبي بدرجة كبيرة؛ بسبب زيادة التبادل الهوائي بين المنطقة القطبية الشمالية والمنطقة الوسطى من خطوط العرض. وعليه فإن الانخفاض الموسمي في مستويات الأوزون فوق المنطقة القطبية الشمالية عادةً ما يُطلق عليه «نقرة الأوزون»، بينما يُطلق على نضوب الأوزون الأكثر شدة الموجود فوق المنطقة القطبية الجنوبية «ثقب الأوزون». ومع ذلك، وصل التحلل الكيميائي للأوزون فوق المنطقة القطبية الشمالية عام 2011، لأول مرة، لمستوى يمكن تمييزه بوضوح على أنه «ثقب أوزون» بالمنطقة القطبية الشمالية.

خارج الأرض
تتميز الأجرام الفلكية الأخرى أيضًا باحتوائها على دوامات قطبية، بما يشمل كوكب الزهرة (الذي يحتوي على دوامة مزدوجة، وهي عبارة عن دوامتين قطبيتين بالقطب الواحد)، والمريخ، والمشتري، وزحل، والقمر تيتان التابع لكوكب زحل.

يعتبر القطب الجنوبي لكوكب زحل الدوامة القطبية الساخنة الوحيدة المعروفة في المجموعة الشمسية

ارتفاع درجات الحرارة في القطب الشمالي يقترب من نقطة الذوبان

يبدو أن الأرض أمام كارثة بيئية، وذلك جراء ارتفاع غير مسبوق لدرجات حرارة الهواء في القطب الشمالي. وبدلا من ثلاثين درجة مئوية تحت الصفر هي معدل الحرارة الطبيعي في هذه الفترة، فإن الحرارة وصلت الأربع درجات تحت الصفر فقط.

وذكر المركز الأمريكي الوطني لبيانات الثلوج والجليد أن جليد المحيط المتجمد في أدنى مستوى له لهذا الوقت من السنة وفقا للبيانات التي سجلت في 20 ديسمبر/ كانون الأول. وترتفع حرارة المنطقة القطبية بمعدل يزيد مرتين عن المتوسط العالمي مما يؤثر سلبا على أسلوب الحياة الذي يعتمد على الصيد بالنسبة للسكان الأصليين في المنطقة ويهدد مخلوقات مثل الدب القطبي بينما يفتح المنطقة على المزيد من حركة الملاحة والتنقيب عن النفط والغاز

ويتوقع أن تنخفض درجات الحرارة في الأيام المقبلة. وكانت قد سجلت ارتفاعا في أواخر ديسمبر/ كانون الأول الماضي إلى ما يقارب درجة التجمد. وكانت الارتفاعات في درجات الحرارة في الشتاء تحدث في العادة مرة أو مرتين خلال عقد من الزمن وسجلت أول ارتفاع في عام 1959 وفقا لدراسة أعدها جي.دبليو.كاي. مور من جامعة تورونتو الكندية ونشرت في دورية التقارير العلمية (سينتفيك ريبورتس) هذا الشهر.

وقال مور إن مثل هذه الأحداث قد تحدث بشكل مألوف أكثر “بينما تتحول المنطقة باتجاه شتاء أكثر دفئا وأمطارا.” وتقول لجنة من علماء المناخ في الأمم المتحدة إن انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري تشكل ما لا يقل عن 95 في المئة من أسباب تغير المناخ مما يلحق الضرر بموارد الغذاء والمياه مع حدوث المزيد من الفيضانات وموجات الحر وارتفاع مستويات مياه البحر.

ع.أ.ج/ع.ش (رويترز)

التغيرات المناخية..الخطر الذي يهدد كوكب الأرض

من أراد الغوص في الشعاب المرجانية الإسترالية ليلتقط صوراً برفقة السمكة “نيمو”. من الافضل أن يسرعَ في ذلك،لأن إرتفاع درجات الحرارة بمعدل درجتين يُمكن أن يحول لون المرجان إلى اللون الأبيض وبالتالي سيؤدي ذلك إلى زواله. كما أن إزدياد إمتصاص مياه المحيط لغاز ثاني أكسيد الكربون سيزيد من نسبة حموضة الماء، وبالتالي سيمنع ذلك أي مرجان جديد من النمو مجدداً.

التغيرات المناخية..الخطر الذي يهدد كوكب الأرض

تفيدُ منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية أن جبال الألب تشهد تراجعاً كبيراً في المُعَدَلات السنوية لسقوط الثلوج. وتواجه المناطق المنخفضة تراجعاً كبيراً في معدل سقوط الثلوج. وتقوم بعض المنتجعات بتغطية الأنهار الجليدية بمواد عاكسة خلال الأشهر الدافئة، ونيجة لذوبان الأنهار الجليدية ينتقل الغطاء النباتي لينمو في المناطق الأكثر إرتفاعاً.

التغيرات المناخية..الخطر الذي يهدد كوكب الأرض

“البندقية” مدينة منخفضة يمكن أن تتعرض للغمر بفعل إرتفاع منسوب مياه البحار، أو يمكن أن تصبحَ غير صالحة للسكن بسبب الفيضانات. لن تواجه المدن الساحلية الإيطالية وحدها هذا المصير، بل ستشاركها مدن كثيرة في العالم مثل “نيويورك” و”بانكوك” و “هونغ كونغ” و “طوكيو” و “مومباي” و “الإسكندرية” و “أمستردام”.

التغيرات المناخية..الخطر الذي يهدد كوكب الأرض

أدى ذوبان الجليد إلى الكشف عن الممر القطبي الشمالي الغربي وهو يختصر المسافة بالنسبة للسفن بين قارتي آسيا وأوروبا، ولم يكن ذلك الممر سالكاً في عام 2007، وقد أعلنت وكالة الفضاء الأوربية أن الممر برمته أمسى صالحاً للإبحار، غير أنه ليس واضحاً حتى الآن فيما إذا كان هذا الممر سيُعتمد كخط ملاحي ، وتقوم سفن الرحلات الترفيهية حالياً بالإبحار في هذا الممر الذي كان حِكراً على المغامرين.

التغيرات المناخية..الخطر الذي يهدد كوكب الأرض

ألمْ ترغب على الدوام القيام برحلة سفاري؟ حسناً عليك أن تُسْرِعَ الخُطى. لأن التغيرات المناخية تُؤثر على الحيوانات البرية التي تحاول التأقلم مع حالات الجفاف المزمنة، ومع إرتفاع منسوب مياه المحيطات. وضعت منظمة الصندوق العالمي للحياة البرية الفيل الإفريقي على قائمة الأنواع المهددة بالإنقراض بسبب الضرر الذي لحق ببيئته، و يُشارك الفيل الإفريقي بهذا المصير كل من السلاحف البحرية.

التغيرات المناخية..الخطر الذي يهدد كوكب الأرض

أدت التغيرات المناخية إلى إصابة كاليفورنيا بالجفاف الشديد، حيث سجلت السنوات الثلاث الأخيرة أعلى درجات الحرارة وأشد حالات الجفاف، وأدى ذلك كله إلى إصابة أشجار اللوز في الولاية بأضرار بالغة، وإذا ما أردت أن تتجول بين جنبات أشجار اللوز في كاليفورنيا، أو بين جنبات مزارع البن في البرازيل، أو في حقول الأرز الفيتناميية، فإن الوقت المتاح لتلك الجولات أمسى محدوداً.

التغيرات المناخية..الخطر الذي يهدد كوكب الأرض

أدرجَ موقع التراث العالمي التابع”لليونيسكو”على صفحته الكثير من المواقع الطبيعة الجميلة،ولكن إذا ما إرتفعت الحرارة ثلاثة درجات مئوية فإن 136 موقعاً من بين 700 موقع ستتأثر بالتغيرات المناخية. ومن بين ما يُقارب الـ 150 نهراً جليدياً كان متواجداً هنا في أواسط القرن التاسع عشر لم يَبقْ بحلول عام 2010 سوى 24 نهراً جليدياً، ومن المتوقع أن يزول أي أثر لتلك الأنهار الجليدية بحلول عام 2030.

التغيرات المناخية..الخطر الذي يهدد كوكب الأرض

قد تدخل التغيرات المناخية أيضاً إلى عِقْرِ دارك، وإذا ما أسعفك حظك فلن تُجْبَرَ حتى على التخلي عن أريكتك ومغادرة منزلك لتشهد تلك التغيرات. تتوقع “كلايمت سنترال” وهي منظمة إخبارية غير ربحية تهتم بشؤون التغيرات المناخية بأن يعاني 150 مليون شخص يعيشون في مناطق يحتمل أن تُغمر أو يحتمل أن تتعرض لفيضانات خطيرة بحلول عام 2100،ولربما تحدث تلك التغيرات بشكل يسبق تلك التوقعات.

التغيرات المناخية..الخطر الذي يهدد كوكب الأرض

حتى لو حافظنا على مَعَدَل التسخين الحراري الذي يبلغ درجتين مئويتين بالمقارنة مع ما قبل العصر الصناعي، ستستمر مياه البحار بالإرتفاع وبالتالي ستَغْمِرُ مياه البحر مدينة “أمستردام”. وإذا ما إستمر إنبعاث الكربون بالمعدل الحالي فإن ذلك سيؤدي إلى زيادة الحرارة بأربع درجات مئوية، بحلول عام 2100، وهذا سيؤدي بدورهِ إلى غَمْرِ مدينة “نيويورك” بمياه البحر.

الكاتب: كارولين شميت/ غالية داغستاني