هناك شيء غريب يحدث في المحيط الهادي وعلينا معرفة السبب

لسنوات، توقعت النمذجات المناخية أن ارتفاع انبعاثات غازات الدفيئة Greenhouse gas emissions سيترافق مع زيادة حرارة مياه المحيطات. وبالمجمل، كانت هذه التوقعات صحيحة. ولكن، في بقعة من المحيط الهادي، يحدث العكس. تمتد إلى الغرب من ساحل الإكوادور لآلاف الكيلومترات أذرعٌ من المياه ظلت تبرد على مدى السنوات الثلاثين الماضية. لماذا تتحدى هذه الرقعة من شرق المحيط الهادي توقعاتنا؟ مرحباً بكم في لغز اللسان البارد Cold tongue.

وهو أكثر من مجرد لغز أكاديمي. يصف بيدرو دينيزيو Pedro DiNezii من جامعة كولورادو بولدر University of Colorado Boulder هذا اللغز بأنه «أهم سؤال لم تتم الإجابة عنه في علم المناخ». المشكلة هي أن عدم معرفة سبب حدوث هذا التبريد يعني أننا لا نعرف أيضاً متى سيتوقف، أو إن كان سينقلب فجأة إلى ارتفاع في درجة الحرارة. وهذا الأمر له تأثيرات على مستوى العالم أجمع. يمكن أن يحدد مستقبل اللسان البارد ما إذا كان الجفاف الدائم سيخنق كاليفورنيا أو إن كانت حرائق الغابات المتزايدة في الشدة ستلتهم أستراليا. كما يؤثر في شدة موسم الرياح الموسمية Monsoon في الهند واحتمالات المجاعة في القرن الإفريقي. حتى إنه قد يغير من مدى التغير المناخي بتعديل حساسية الغلاف الجوي الأرضي للزيادة في انبعاثات غازات الدفيئة.

بالنظر إلى كل هذا، ليس من المستغرب أن يحاول علماء المناخ معرفة ما يجري بإلحاح متزايد. وكأي لغز جيد، فإن هذه القصة فيها الكثير من الإثارة والارتباك والنظريات المتنافسة. قصة لم نحلها تماماً بعد. لكن مجرد الاعتراف بوجودها سيساعدنا على التخطيط للتغيرات المحتملة. وبحل القضية، سنتوصل إلى فهم التفاصيل النهائية لمستقبل مناخنا.

المحيط الهادي هو المكان المثالي للأسرار الدفينة؛ فهو أكبر وأعمق محيط على وجه الأرض – شاسع لدرجة أنه يغطي مساحة أكبر من جميع اليابسة مجتمعة. كما أن فهم كيفية استجابته للمستويات المتزايدة من غازات الدفيئة في الغلاف الجوي يشكِّل تحدياً ضخماً. ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى وجود اختلافات طبيعية كبيرة في مناخ المحيط الهادي الاستوائي، والتي تؤثر في الطقس بمعظم أنحاء العالم.

على سبيل المثال، كل ثلاث إلى خمس سنوات تقريباً، يتحول المحيط من حالات اللانينيا La Niña، حيث تكون حرارة المياه في منطقته الاستوائية باردة نسبياً، إلى حالات إلنينيو El Niño، حيث تصير هذه المياه أسخن في المعدل. تحدث هذه الدورة، المعروفة باسم التذبذب الجنوبي للنينيو El Niño-Southern Oscillation (واختصاراً: التذبذب ENSO)، بسبب التغيرات في الرياح التي تهب عبر المحيط وحركة المياه بين الأعماق الأبرد والسطح الأدفأ.

هناك التذبذب العَقْدي للمحيط الهادي Pacific Decadal Oscillation. وسببها الدقيق غير واضح، لكن آثارها تماثل آثار التذبذب ENSO، على الرغم من أنها عادة ما تكون على مدى زمني يتراوح بين 20 و30 عاماً. وبفعل هذه التغييرات يصعب استنتاج الاتجاهات طويلة المدى. لذلك عندما اكتشف الباحثون اللسان البارد لأول مرة في تسعينات القرن العشرين، صنفوه على أنه اختلاف كبير – ولكن في نطاق الطبيعي – لتلك المنطقة.

كان ريتشارد سيجر Richard Seager من جامعة كولومبيا Columbia University في نيويورك من أوائل من تحدوا هذا الرأي. ففي عام 1997، شارك سيجر في تأليف ورقة تحذر من أن المحيط الهادي الاستوائي كان يبرد، وهو اتجاه لم نشهده في النمذجات المناخية. ومنذ ذلك الحين، أكدت البيانات المتعلقة بدرجات حرارة سطح البحر شكوك سيجر. لطالما كان شرق المحيط الهادي (بالقرب من الأمريكتين) أكثر برودة في المتوسط من الجزء الغربي من المحيط (بالقرب من آسيا) بمقدار 5 أو 6 °س، ولكن بين عامي 1980 و2019، اتسع هذا الفرق في درجة الحرارة بنحو 0.5°س.

نماذج مناخية مضللة
حالياً، صارت أعداد متزايدة من العلماء يشاركون سيجر شكوكه في أنه يمكن تفسير اللسان البارد كتباين طبيعي. إذا فشلت النمذجات المناخية في التنبؤ باللسان البارد، فقد تكون مضللة بشكل خطير. تقول إيسلا سيمبسون Isla Simpson في المركز الوطني الأمريكي لأبحاث الغلاف الجوي US National Center for Atmospheric Research: «هناك ما يقلقنا وعلينا معرفة ما يكون».

هذا مهم حقاً لأن هناك آثاراً كبيرة على مستقبل مناخنا. يؤدي وجود مياه تزداد حرارتها في غرب المحيط الهادي ومياه تزداد برودتها في شرقه إلى المزيد من السحب المنخفضة على مساحات شاسعة من شرق المحيط الهادي. «وجود غيوم أكثر كثافة يعني انعكاساً أكبر لأشعة الشمس»، بحسب ما يقول ديفيد باتيستي David Battosto من جامعة واشنطن University of Washington في سياتل. وهذا بدوره يعني أن الدفء الذي يدخل الغلاف الجوي للأرض ويكون محاصراً نتيجة لغازات الدفيئة سيصير أقل. بعبارة أخرى، تؤدي برودة شرق المحيط الهادي إلى إبطاء معدل الاحترار العالمي.

إذا استمر الاتجاه الحالي، فقد يقلل اللسان البارد من مستوى الاحترار العالمي المتوقع بنسبة هائلة تبلغ 30% مقارنة بالتنبؤات التي نحصل عليها من النمذجات المناخية. هذا هو الفرق بين متوسط درجات الحرارة العالمية التي ترتفع بمقدار 1.3 °س أخرى بحلول نهاية القرن، أو بـ 1.9 °س إضافية. والأهم من ذلك أن حجم غازات الدفيئة المنبعثة في الغلاف الجوي هي نفسها في كلا السيناريوهين.

ولكن، فإن هذا يعني أيضاً أن الحالة الأساسية للمناخ ستكون أكثر تشابهاً مع حالة اللانينا، مما يزيد من خطر الجفاف في القرن الإفريقي وجنوب غرب الولايات المتحدة (انظر: «موجة جفاف كبرى دائمة في الولايات المتحدة؟»).

من ناحية أخرى، إذا كانت النمذجات المناخية صحيحة وارتفعت درجة حرارة شرق المحيط الهادي، فسيكون معدل الاحترار العالمي أعلى وستكون هناك تأثيرات إقليمية مختلفة. ستكون الحالة الأساسية للمناخ أشبه بحالة إلنينيو، مما يزيد من ابيضاض الشعاب المرجانية، ويجعل الأمازون أكثر سخونة وجفافاً، ويجلب المزيد من الجفاف إلى أستراليا وإندونيسيا وتؤدي إلى موجات حارة قاتلة في الهند مع ضعف في الرياح الموسمية. وفي الوقت نفسه، أجزاء من الأمريكتين ستشهد المزيد من العواصف، مع هطول أمطار غزيرة تؤدي إلى فيضانات وانهيارات أرضية مدمرة في بلدان مثل البيرو والإكوادور.

ما المستقبل الذي يجب أن نستعد له؟ إذا استمر التبريد في شرق المحيط الهادي، فستكون له «تأثيرات كبيرة في التنبؤات المناخية الإقليمية»، بحسب ما يقول مالت ستوكر Malte Stuecker من جامعة هاواي University of Hawai’i في مانوا. ومع ذلك، يرغب صانعو السياسات ومخططو المدن ورؤساء الصناعة في الوقت الحاضر في الحصول على توقعات لتغير المناخ بناءً على النمذجات التي تتميز بارتفاع درجة حرارة شرق المحيط الهادي.

للتنبؤ بما سيحدث بعد ذلك، نحتاج أولاً إلى فهم ما يحدث الآن. هذا هو السبب في تسابق بعض أفضل العقول في علم المناخ لاكتشاف سبب تعارض ملاحظات العالم الحقيقي مع نماذجهم المناخية. وهناك الكثير من الأفكار المتنافسة.

ذوبان الثلاجات الجليدية
يعتقد البعض أن الإجابة يمكن أن تكمن في البحار الباردة للمحيط الجنوبي حول القارة القطبية الجنوبية (أنتاركتيكا). هذه المياه، كما هي الحال في شرق المحيط الهادي، هي من بين الأماكن القليلة التي انخفضت فيها درجات حرارة سطح البحر في العقود الأخيرة. أحد العوامل المحتملة هو ذوبان الثلاجلات الجليدية (الأنهار الجليدية/الجليديات) Glaciers في القارة القطبية الجنوبية مع ارتفاع درجات الحرارة العالمية. الاحتمال الآخر هو أن استنفاد الأوزون وارتفاع انبعاثات غازات الدفيئة يعززان الرياح في المنطقة، مما يكثف من حركة الهواء البارد من القارة القطبية الجنوبية إلى المياه السطحية للمحيط الجنوبي. مهما كان سبب البرودة هناك، فإن باتيستي وآخرين يعتقدون أن له تأثيراً غير مباشر في المحيط الهادي الاستوائي. لا تتضمن النمذجات المناخية دائماً المياه الذائبة في القارة القطبية الجنوبية في حساباتها وتواجه مشكلة في التنبؤ بالتغيرات في درجات حرارة البحر والرياح والتيارات في المحيط الهادي الجنوبي بشكل صحيح. ومع ذلك، أظهرت يوي دونغ Yue Dong من جامعة كولومبيا Columbia University أنه عندما يتم تصحيح هذه الأخطاء، تبدأ النمذجات المناخية بإظهار البرودة المشاهدة في المحيط الهادي الاستوائي. ونتيجة لذلك، «قد يُبالَغ في تقدير توقعات الاحترار في المستقبل القريب المبنية على النمذجات المناخية العالمية الحالية»، بحسب ما تشير إليه أبحاثها.

هناك تفسير آخر محتمل للسان البارد وهو أن تغير المناخ يغير الرياح وارتفاع مياه المحيطات – عملية صعود المياه الباردة من أعماق المحيط إلى السطح – في المحيط الهادي. كما ذكرنا سابقاً، فإن غرب المحيط الهادي أدفأ بشكل طبيعي من الشرق. والسبب في ذلك جزئياً هو ارتفاع منسوب المياه الباردة في شرق المحيط الهادي، مما يحافظ على درجات حرارة السطح أكثر برودة هناك. مع تقدم تغير المناخ، يزداد هذا الأمر، بحسب ما يقول أليكسي فيدوروف Alexey Fedorov من جامعة ييل Yale University. ويقول: «عندما يزداد تركيز ثاني أكسيد الكربون، تصير التأثيرات الإشعاعية [من أشعة الشمس] أكثر فعالية في الغرب لأنه لا توجد مياه باردة صاعدة للسطح لكي تخفف من هذه التأثيرات». مع تمدد هذا الهواء الدافئ فوق غرب المحيط الهادي فإنه يرتفع، ويتدفق هواء أثقل وأبرد ليحل محله، بحيث تهب الرياح السائدة (المعروفة باسم الرياح التجارية Trade winds) بقوة أكبر من الشرق إلى الغرب يؤدي ذلك إلى زيادة ارتفاع المياه الباردة في شرق المحيط الهادي، مما يعزز من التبريد المحلي. لكن نادراً ما يؤخذ هذا التأثير بالاعتبار. يقول فيدوروف: «هناك بعض التحيزات الموجودة دائماً في النمذجات المناخية والتي تمنعها من تمثيل هذه الآلية بشكل كامل».

من المرجح أن يكون هناك مزيج من هذه الآليات – مع التباين الطبيعي أيضاً كعامل مساهم. لحل اللغز، نحتاج إلى نماذجات مناخية أكثر ذكاءً بحيث تكون أفضل في محاكاة كل شيء، من الغطاء السحابي إلى تيارات المحيطات، والرياح، والثلاجات الجليدية الذائبة.

يقود دينيزيو هذا الجيل الجديد من النمذجات باستخدام الحواسيب الفائقة Supercomputers. ويقولون إن التجارب المبكرة أسفرت عن نتائج واعدة، والتي نتج عنها أنماط درجات حرارة محيط هادي تتطابق تطابقاً أفضل مع النتائج المرصودة. لكن تشغيل النمذجات مكلف ويحتاج إلى الكثير من الطاقة، لأن الوصول إلى الحواسيب الفائقة محدود نظرا للطلب المرتفع عليها.

ومع ذلك، فإن العثور على مصدر خطأ النتائج ليس سوى الخطوة الأولى في حل لغز اللسان البارد. في النهاية، ما يريد الجميع معرفته هو ما إذا كان اتجاه التبريد هذا مؤقتاً أم دائماً.

ولكن بعض الباحثين يعتقدون أن النمذجات المناخية ستثبت صحتها على المدى الطويل، أي أن الفيزياء الأساسية لضخ كميات هائلة من غازات الدفيئة في الغلاف الجوي يعني أن شرق المحيط الهادي سيعود في النهاية إلى حالة الاحترار. وأما عن موعد هذا الانعكاس فإنه أمر آخر تماماً: يقول البعض إنه قد يحدث في غضون 20 عاماً، في حين يضعه آخرون بحدود الـ100 عام. تقول سارة كانغ Sarah Kang من معهد أولسان الوطني للعلوم والتكنولوجيا Ulsan National Institute of Science and Technology في كوريا الجنوبية: «هناك المزيد من الآليات التي تشير إلى الاحترار الشبيه بظاهرة إلنينيو في المستقبل البعيد».

إذا انعكست الظاهرة فعلاً، فنحن بحاجة إلى معرفة كيف سيؤثر ذلك في ظاهرة الاحترار العالمي Global warming ككل. يوفر حدث إلنينيو الحالي، والذي يرجح أن يصل ذروته في وقت لاحق من هذا العام، فرصة لاستكشاف هذا السؤال. مع ارتفاع درجة حرارة المحيط الهادي خلال هذه المرحلة من التذبذب ENSO، سيتغير مكان الغطاء السحابي فوقه جغرافياً – وهو ما سيراقبه علماء المناخ عن كثب. يقول ستوكر، وهو جزء من مجموعة عمل دولية تشكلت هذا العام لدراسة اللسان البارد: «يمكننا أن ننظر إلى كيفية استجابة الغيوم لحدث ظاهرة إلنينيو، وقد يعطينا ذلك فكرة عن كيفية تفاعل الغيوم في ظل هذه التغييرات طويلة المدى». وهذا بدوره سيزيد معرفة الباحثين بالعلاقة بين الغطاء السحابي للمحيط الهادي والمستويات المتوقعة لارتفاع حرارة الغلاف الجوي.

كما أن أي توجه نحو الاحترار في شرق المحيط الهادي سيكون مدمراً على مستوى العالم، خاصة إذا أخذنا على حين غرة. يمكن أن تصبح خطط مقاومة تغير المناخ، والتي تغطي كل شيء من الأمن المائي إلى الزراعة، عديمة النفع بين عشية وضحاها تقريباً، مما يجعل الدول تتدافع لإعادة بناء البنية التحتية والاقتصادات. يقول روبرت ويلز Robert Wills من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا Swiss Federal Institute of Technology في زيوريخ: «إذا لم تكن لدينا القدرة على التنبؤ بموعد حدوث ذلك، فستحدث فجأة هذه التغييرات الكبيرة في التأثيرات المناخية الإقليمية التي لسنا مستعدين لها».

على الرغم من كل هذا، فإن حل لغز اللسان البارد لا يتعلق بإثبات خطأ النمذجات المناخية، في حد ذاته. فهذه النمذجات كانت دقيقة جداً فيما يتعلق بالقضايا الكبيرة، من متوسط درجات الحرارة السطحية العالمية إلى ذوبان الجليد في القطب الشمالي. فعندما تحذرنا من أننا مشرفون على مستقبل أكثر دفئاً وجموحاً، يمكننا أن نثق في أنها على صواب. وبالأحرى، يمكن النظر للسان البارد على أنه آخر قطعة كبيرة من أحجية المناخ. إن استطعنا حلها، يصير بإمكاننا بناء صورة أكثر دقة لكيفية تغير الحياة في عالم تزداد حرارته – وكذلك معرفة أفضل طريقة للاستعداد لذلك المستقبل.

موجة جفاف كبرى دائمة في الولايات المتحدة؟
منذ عام 2000، و جنوب غرب الولايات المتحدة في قبضة موجة جفاف كبرى. تعمل موجة الجفاف الشديدة على تغيير المشهد الطبيعي تغيرا كبيرا، وتجفيف البحيرات وتهديد إمدادات المياه. ولكن هذا ليس ما تنبأت به النمذجات المناخية.

تقول إيسلا سيمبسون في المركز الوطني الأمريكي لأبحاث الغلاف الجوي: «لا تشير التنبؤات من نمذجاتنا بالضرورة إلى أن هطول الأمطار سيتدنى في الجنوب الغربي. على الأقل في فصل الشتاء، يصير الهطول أغزر من الهطول في كاليفورنيا، وهناك تغييرات محايدة في أماكن أخرى». ومع ذلك، فإن موجة الجفاف الكبرى ترتبط بشذوذ آخر في تغير المناخ يسمى اللسان البارد (انظر: المقالة الرئيسية)، وهو شريط ضخم من المياه في شرق المحيط الهادي يبرد بدلاً من أن يسخن كما تتوقع النمذجات المناخية.

وتحذر سمبسون من أن اللسان البارد إذا استمر، فإن الجفاف قد يكون الأمر الاعتيادي في هذا الجزء من الولايات المتحدة. على الرغم من الأخبار غير المرحب بها، إلا أن معرفة هذا الخطر قد تكون مفيدة لمخططي الدولة. على سبيل المثال، في وقت سابق من هذا العام، وافقت كاليفورنيا وأريزونا ونيفادا على استراتيجية لخفض استخراج المياه من نهر كولورادو. ومع ذلك، فإن ذلك سيستمر فقط حتى 2026، وبعد ذلك ستكون هناك حاجة إلى حل طويل المدى لإدارة الجفاف في المنطقة. «إذا علمنا أن هذا سيكون أسوأ مما كنا نتوقع، فإنها ستكون معلومات مفيدة»، بحسب ما تقول سيمبسون.

بقلم مادلين كوف

© 2022, New Scientist, Distributed by Tribune Content Agency LLC