Atmosfer Dünya’yı yavaşlattığında: İklim değişikliğinin ince bir sinyalini ortaya çıkarmak

Atmosfer dolaşımı havayı ve iklimi yönetir, ancak aynı zamanda açısal momentumu da taşır. Rüzgârlar yön değiştirdiğinde veya kütle yeniden dağıtıldığında, atmosfer katı Dünya ile momentum alışverişinde bulunarak gezegenin dönüş hızını biraz değiştirebilir. Bu yeni bir kavram değil ama uzun vadeli küresel ısınma durumunda ne olur?

Önceki çalışmalar atmosferik açısal momentumda (AAM) bir artış öngörmüştü. Ancak nedeni belirsizliğini korudu. Sadece daha güçlü rüzgarlar mıydı? Yoksa atmosferde daha derin bir dinamik yeniden yapılanma mı vardı?

Makalemizde bunun cevabını vermeye çalıştık. npj İklim ve Atmosfer Bilimi.

Küresel ısınmanın parmak izinin takibi

Üç farklı küresel modelden geniş topluluklu iklim simülasyonlarını kullanarak, yüksek emisyon senaryosu altında atmosferik dolaşımın nasıl geliştiğini inceledik. Ortaya çıkan şey tutarlı ve fiziksel olarak tutarlı bir resimdi:

• Hadley hücresi kutuplara doğru genişler.
• Subtropikal jetler yoğunlaşıyor.
• Tropikal ticaret rüzgarları zayıflıyor.
• Üst seviyedeki bölgesel rüzgarlar güçleniyor.

Bunlar ısınmaya karşı iyi bilinen tepkilerdir, ancak hepsi birlikte sistematik olarak AAM’yi arttırır.

Aynı zamanda yüzeyde de aynı derecede önemli bir şey olur: Atmosfer ile katı Dünya arasındaki momentum alışverişi zayıflar. Bu, Dünya’nın değişen atmosfere “ayak uydurma” verimliliğini azaltır.

Sonuç? Biraz daha hızlı hareket eden bir atmosfer ve biraz daha yavaş dönen bir Dünya.

Tanımladığımız değişiklikler çok incedir. 21. yüzyılın sonuna gelindiğinde, atmosferik değişiklikler nedeniyle gün uzunluğundaki (LOD) artış, uzun vadeli gelgit sürtünmesi eğiliminin yaklaşık %10-18’ine ulaşıyor.

İlk bakışta bu mütevazı görünebilir. Ancak iki nedenden dolayı önemlidir:

• Yalnızca içsel değişkenliği değil, sistematik, dışarıdan zorlanan bir sinyali temsil eder.
• Atmosfer dolaşımındaki iyi anlaşılmış dinamik değişikliklerden ortaya çıkar.

Bunu bir bağlama oturtmak gerekirse, gelgit sürtünmesinin uzun vadeli dönme yavaşlamasının baskın etkeni olduğu düşünülüyor. Karşılaştırmamızın amacı eşdeğerlik önermek değil, atmosferik katkının büyüklüğünü yorumlamak için fiziksel olarak anlamlı bir kıyaslama sağlamaktır.

Aynı zamanda, son araştırmalar, çekirdek-manto etkileşimlerinin, on yıldan asırlık zaman ölçeklerinde Dünya’nın dönüş değişkenliğine hakim olduğunu vurgulamaktadır. Bu nedenle sonuçlarımız, atmosferik değişiklikleri bu daha geniş rotasyon sistemi içerisinde iklime dayalı ek bir bileşen olarak konumlandırıyor. Dolayısıyla küresel ısınma, atmosferik dolaşımı, Dünya’nın dönme dinamiklerini ölçülebilir şekilde etkileyecek şekilde yeniden düzenliyor.

İleriye bakmak

Çalışmamız daha geniş bir fikrin altını çiziyor: İklim değişikliği yalnızca sıcaklığı, yağışları veya aşırı sıcaklıkları değiştirmekle kalmıyor; Dünya sisteminin temel dinamik dengesini yeniden şekillendiriyor. Atmosfer, okyanuslar, kriyosfer ve katı Dünya birbirine sıkı sıkıya bağlıdır. Bir bileşendeki değişiklikler kaçınılmaz olarak bazen beklenmedik şekillerde diğerlerine de yayılır.

İlerledikçe bu bağlantıları anlamak çok önemli olacaktır.

Bu çalışma rotasyonla ilgili basit bir soruyla başladı. Atmosfer dinamiklerinin ısınmaya nasıl tepki verdiğine ve bu değişikliklerin Dünya sistemi boyunca nasıl dalgalandığına dair daha derin bir araştırmaya dönüştü.

Belirlediğimiz sinyal sistematiktir, fiziksel olarak temellendirilmiştir ve daha büyük hikayenin bir parçasıdır: Küresel ısınma, Dünya’yı iklim sisteminin çok ötesine uzanan şekillerde etkilemektedir.

Bu hikaye, araştırmacıların yayınlanmış araştırma makalelerinden bulguları raporlayabildiği Science X Dialog’un bir parçasıdır. Science X Dialog ve nasıl katılacağınız hakkında bilgi almak için bu sayfayı ziyaret edin.