نصب وب اپلیکیشن

همه چیز درباره سردچال یا گرداب قطبی


همه چیز درباره سردچال یا گرداب قطبی
1400/03/20 - 17:17

در ادامه این پست به اینکه واقعاً این پدیده جوی چیست و چرا مهم است، می پردازیم. سردچال یا گرداب قطبی تیتر رسانه ای پربازدیدی است. تیترها غالباً اعلام می کنند که در حال آمدن، فروپاشی یا تقسیم شدن است و مقالات اغلب نقش آن را در ثبت رکورد طوفان های زمستانی نشان می دهند. اما باورهای غلط در مورد این پدیده جوی فراوان است و دانشمندان هنوز هم در خصوص تأثیرات آن را بر آب و هوای ما تحقیق می کنند. اما واقعا گرداب قطبی چیست؟

گرداب قطبی

چرخش هوا در استراتوسفر و تروپوسفر

اول از همه، یک تعریف: اصطلاح، کوتاه کردن "گرداب گردشی"، به طور معمول به یک توده هوا در عرض های شمالی یا جنوبی اشاره دارد. جیکوب شولتیس، دانشمند جوی در دانشگاه جان هاپکینز در بالتیمور، می گوید: "گرداب قطبی، منطقه ای با سرعت زیاد باد است که قطب را محاصره می کند."

در استراتوسفر این سیاره یک گرداب قطبی وجود دارد و این همان چیزی است که معمولاً تیترهای خبری را ایجاد می کند. اما ساختار مشابه دیگری نیز در جو وجود دارد: گرداب قطبی تروپوسفریک. عملکرد گرداب قطبی تروپوسفریک که به جریان جت نیز معروف است، هوای سرد نزدیک قطب را از بین می برد. گرداب قطبی تروپوسفری مانند همتای خود در ارتفاع بالاتر، منطقه ای از بادهای غربی (غربی به شرق) است. با این حال، به طور قابل توجهی بزرگتر است. (این باد توضیح می دهد که چرا پروازهای شرق به ایالات متحده امریکا کوتاه تر از پروازهای غرب است).

گرداب قطبی

این دو گرداب قطبی در زمان های مختلف سال ظاهر می شوند: گرداب قطبی استراتوسفر در پاییز ایجاد می شود و در بهار از بین می رود، در حالی که گرداب قطبی تروپوسفری یک پدیده در طول سال است. وقتی این گرداب ها به طور موقت با هم همپوشانی داشته باشند، در هر حال کیلومترها از فضای هوای عمودی از هم جدا می شوند.

جریان شکسته می شود

تورم در جو زمین ناشی از شیب های دما - معروف به امواج راسبی - می توانند از تروپوسفر به استراتوسفر بروند، جایی که می توانند گرداب قطبی استراتوسفر را مختل کرده و باعث ضعیف شدن بادهای غربی آن شوند. وقتی چنین اتفاقی بیفتد، گرداب قطبی استراتوسفر یک جریان دایره ای متمرکز بر قطب را متوقف می کند و در عوض موج می زند.

این حوادث که به عنوان گرم شدن ناگهانی استراتوسفر شناخته می شوند، می توانند تأثیرات شدیدی بر گرداب قطبی استراتوسفر داشته باشند. زاخاری لارنس، فیزیکدان جوی در دانشگاه کلرادو بولدر، می گوید: "این حوادث می تواند به دو گرداب جداگانه تقسیم شود. می توان آن را از قطب دور کرد."

این تغییرات در گرداب قطبی استراتوسفر می تواند اثرات گسترده ای فراتر از جو بالایی داشته باشد. آنها می توانند بر هوایی که در سطح سیاره تجربه می کنیم تأثیر بگذارند. به این دلیل که گرم شدن ناگهانی استراتوسفر باعث می شود گرداب قطبی تروپوسفریک به سمت استوا گسترش یابد و انفجارهای هوای سرد را به عرض های جغرافیایی پایین بفرستد. این همان اتفاقی است که در فوریه سال جاری رخ داد، هنگامی که طوفانی یخی که رکورددار بود، مناطق وسیعی از آمریکای شمالی را لرزاند.

با استفاده از داده های ماهواره ای، می توان گرم شدن ناگهانی استراتوسفر را که تقریباً هر سال یکبار اتفاق می افتد، تشخیص داد. اما غیرممکن است که بدانید گرداب قطبی تروپوسفر چگونه پاسخ خواهد داد و چه مناطقی ممکن است در معرض یک ضربه سرد قرار گیرند.

پیوندهای زیست محیطی و آب و هوایی

شرایط محیطی نیز می تواند بر رفتار گرداب قطبی استراتوسفر تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، کاهش های اخیر در پوشش یخ دریای قطب شمال که ناشی از تغییرات آب و هوایی است، با گرداب قطبی استراتوسفر ناپایدار تری مرتبط است.

پدیده های آب و هوایی نیز می توانند نقش داشته باشند. به عنوان مثال، شرایط ال نینو - آبهای سطحی گرمتر از حد متوسط در اقیانوس آرام و وزش بادهای تجاری شرقی ضعیف تر از حد معمول - احتمال گرم شدن ناگهانی استراتوسفر را افزایش می دهد. علت آن است که شرایط ال نینو می توانند تشکیل امواج راسبی را بی ثبات کنند.

گرداب قطبی در سیارات دیگر

گرداب های قطبی فقط مختص زمین نیستند. زهره، مریخ و چندین اجرام گازی دیگر در سیستم منظومه شمسی همگی گرداب قطبی دارند. پژوهشگران دانشگاه جان هاپکینز با استفاده از داده های جمع آوری شده توسط فضاپیمای کاسینی در حال مطالعه گرداب قطبی در تیتان، بزرگترین قمر زحل هستند.

پژوهشگران دانشگاه جان هاپکینز برای درک بهتر ساختار گرداب قطبی تیتان مدل های رایانه ای را بر اساس داده های کاسینی اجرا می کنند. مدل سازی از این جهت مهم است که مشاهدات - بیش از 13 سال در حالی که کاسینی در حال چرخش به دور زحل بود - جمع نمی شوند و در یک سال کامل زحل گسترش نمی یابند. این امر ردیابی تکامل فصلی گرداب قطبی تیتان را دشوار می کند.

تاکنون محققان نکاتی را یافته اند که گرداب قطبی تیتان در اواسط زمستان ضعیف می شود. این کاملاً برخلاف رفتار گرداب قطبی استراتوسفری زمین و یک شگفتی بزرگ است. محققان این فرضیه را مطرح می كنند كه الگوی گردش جهانی تیتان در حال بازی است: شناخته شده است كه هوا از بالای قطبی كه زمستان را تجربه می كند پایین می آید و این حركت هوا را فشرده می كند و آن را گرم می كند. این گرم شدن، شیب دمای محلی را كه گرداب قطبی را تأمین می كند، كاهش می دهد.

گردابهای قطبی احتمالاً در سایر جهانهای مطالعه نشده نیز وجود دارند. ابزارهای جدید توانایی ما را برای مطالعه اجرام آسمانی دورتر از منظومه شمسی - و احتمالاً فراتر از آن - گسترش می دهد، اما گرداب های قطبی زمین احتمالاً همیشه برای یک نگاه از نزدیک وجود دارند. آنها میلیاردها سال ادامه داده اند و همیشه در کانون توجه قرار داشته اند.