הסופת השלג הראשונה של 2015 כפי שהיא נראית מהחלל. NOAA / NASA, CC BY
במבט ראשון, השאלה אם ההתחממות הגלובלית גורמת לשלג נוסף עשויה להיראות כמו שאלה מטופשת מכיוון שברור שאם זה מתחמם מספיק, אין שלג. כתוצאה מכך, מכחישי שינויי האקלים השתמשו במזבלות השלג האחרונות להטיל ספק על אקלים מתחמם מהשפעות אנושיות. עם זאת הם לא היו יכולים לטעות יותר.
כדי להבין את הקשר, עלינו לבדוק אילו תנאים מייצרים את השלג הכבד ביותר. לאחר מכן, אנו יכולים להסתכל על האופן בו שינויי האקלים משפיעים על אותם תנאים, בעיקר טמפרטורות באטמוספרה ובאוקיאנוסים, במהלך חורפים. עיון בגורמים אלה מגלה כי קיים סיכוי גבוה יותר לסופות שלג כבדות בצפון אמריקה, אך אורך עונת השלג כבר מתכווץ עקב ההתחממות הגלובלית.
טמפרטורות זהב
יש אמירה שזה יכול להיות "קר מדי לשלג"! כמובן שזה מיתוס אבל יש לו בסיס למעשה מכיוון שהאווירה מתייבשת בהקפאה כשקר מאוד. הסיבה לכך היא שכמות הלחות שהאווירה יכולה להכיל תלויה מאוד בטמפרטורה. בתנאים קרים, השלג עשוי להיות מורכב מגבישים קטנים מאוד ולעיתים הוא קליל ורך וכמו "אבק יהלומים".
לעומת זאת, השלג הכבד ביותר מתרחש עם טמפרטורות פני השטח בין 28 ° F ל- 32 ° F - ממש מתחת לנקודת הקפאה. כמובן שברגע שהוא עולה הרבה מעל נקודת הקפאה, השלג הופך לגשם. אז יש מערכת "תאי זהב" של תנאים שנמצאים בדיוק כמו שצריך לגרום לסופת שלג סופר. ותנאים אלה הופכים לסבירות גבוהה יותר באמצע החורף בגלל שינויי אקלים הנגרמים על ידי האדם.
הפיזיקה שמאחורי תופעה זו מנוהלת על ידי א חוק יסוד המספר לנו שכמות הלחות המרבית באטמוספירה עולה באופן אקספוננציאלי עם הטמפרטורה - כלומר, ככל שהאטמוספרה מחממת יותר, כך יכול האוויר להכיל יותר לחות ובכך פוטנציאל משקעים רב יותר.
ברוב התנאים בגובה פני הים, ישנו כלל אצבע שאומר שהאווירה יכולה להחזיק 4% יותר לחות לכל עלייה בטמפרטורה של פרנהייט. כמה סיבוכים נכנסים לכניסת שלב הקרח, אך אנו שמים את אלה בצד לעת עתה. זה מתרגם להבדל גדול בלחות על פני הבדלי טמפרטורה: בשעה 50 ° F (10 ° C) יכולת החזקת המים של האוויר כפולה מזו שב 32 ° F (0 ° C) וב- 14 ° F (-10 ° C) ) הערך הוא רק 24% זה ב- 50 ° F.
עוד לחות
למעשה, מערכת יחסים זו היא בסיסית למה יורד גשם (או שלג).
כאשר מרימים חבילה של אוויר המכיל אדי מים, הוא עובר ללחץ נמוך יותר, מתרחב ומתקרר. בשלב מסוים הוא כבר לא יכול להחזיק כמות לחות רבה כל כך וכך הלחות מתמצאת בענן ובסופו של דבר יוצרת גשם או שלג. הרמת האוויר באה בעיקר מסערות, בעיקר בחזיתות חמות, כאשר אוויר חם נע על אוויר קריר יותר, או על חזיתות קרות, כאשר אוויר קר דוחף תחת אוויר חם יותר.
בכל הסערות, מקור המשקעים העיקרי הוא הלחות שכבר נמצאת באטמוספירה בתחילת הסערה. לחות זו, כאדי מים, נאספת על ידי רוחות הסערה, מובאת לסערה, מרוכזת ומשקעת החוצה. בהתאם, אם יש יותר לחות בסביבה, יורד גשם (או מושלג) חזק יותר.
איך זה מתבטא כאשר הטמפרטורות מתחת לקפוא? הטמפרטורות בטווחי הזהב נעים בין 28 ° F ל- 32 ° F, המלוות ברטיבות, פירושן שלג רב יותר: אכן כמות השלג ב- 32 ° F תהיה לפחות כפולה מזו ב- 14 ° F. זה יכול להיות הרבה יותר מכיוון שהאוויר הצוף והחם החם עשוי לתרום גם להעצמת הסערה עצמה.
סערות חורף אחרונות ושינוי אקלים
סערות חוץ טרופיות בצורת החורף מתפתחות על הבדלי הטמפרטורה, שהן הגדולות ביותר בין יבשות לאוקיאנוסים הסמוכים.
בחורף, האוויר הקר והיבש מעל צפון אמריקה יוצר ניגוד חד עם האוויר הלח והחם יחסית מעל נחל המפרץ וצפון האוקיאנוס האטלנטי. חזית קרה מובילה את ההתפרצות הדרומית של אוויר קר ואילו חזית חמה מוליכה את האוויר הלח והחם פונה צפונה כשהוא עולה כלפי מעלה ומייצר משקעים בתוך הסערה.
הסביבה בה מתהוות כל הסערות שונה כעת מכפי שהייתה לפני 30 או 40 שנים בלבד בגלל התחממות כדור הארץ. שינויים בהרכב האטמוספרי מפעילות אנושית הגבירו את הפחמן הדו חמצני וגזי חממה לוכדי חום אחרים, כאשר רמת הפחמן הדו חמצני עלתה ביותר מ- 40% מאז בערך 1900 בעיקר משריפת דלקים מאובנים.
התוצאה חוסר איזון אנרגטי מחמם את כדור הארץ שלנו. ולא יותר מ- 90% מהחום נכנס לאוקיינוסים. בנוסף לרמות הים הגבוהות ביותר - בסך של 2.5 אינץ 'מאז ה- 1993 - עלו טמפרטורות פני הים העולמיות (SST) בכ 1 ° F מאז בערך 1970.
אז זיכרון ההתחממות הגלובלית נמצא בעיקר באוקיינוסים. בממוצע האוויר מעל האוקיינוסים חם יותר מ- 1 ° F ו לחות על ידי 5% מאז ה- 1970 מההתחממות הגלובלית. בצפון האוקיאנוס האטלנטי חלה התחממות נוספת וטמפרטורות הים בשטח הן מעל 2 ° F מעל לממוצע 1981-2010 (הכולל מרכיב התחממות כדור הארץ) על פני שטח עצום המשתרע יותר מ- 1000 מיילים מחופי צפון אמריקה. (ראה גרפיקה למעלה). יתכן שחלק מהחום הנוסף הזה נבע מהיעדר פעילות סופת הוריקן באוקיאנוס האטלנטי בקיץ האחרון.
בפברואר 5-6, 2010 התרחשה "פצצת שלג" והובילה למה שכונה באותה עת "Snowmaggedon", ששימש כמה סנטורים שמרניים ל התחממות כדור הארץ מדומה ואל גור. ובכל זאת היה חורף והיה הרבה אוויר יבשתי קר. הייתה סערה במקום הנכון. והיו טמפרטורות ים גבוהות באופן יוצא דופן באוקיאנוס האטלנטי הסובטרופי - עד 3 ° F (1.5 ° C) מעל הרגיל - מה שהביא לכך שכמויות רטיבות בלתי רגילות הוזנו לסערה. וזה הביא לכמויות שלג חריגות באזור וושינגטון הבירה.
נאס"א / נוא"א
מוקדם יותר השנה, בין ינואר 26-28, 2015, האזור שמטרתו הייתה סערת החורף האחרונה, המכונה ג'ונו על ידי כמה, היה קצת יותר צפונית. הסערה המתפתחת הייתה בדיוק במצב הנכון להיכנס ללחות הגבוהה מעל האוקיינוס ולהתפתח כאשר חוותה את הניגודיות החדה בין היבשת לאוקיאנוס החם יחסית.
מעל שלושה מטרים של שלג נפלו באזורים מסוימים, התרחשו תנאי סופת שלגים בסגנון ניו אינגלנד, וים כבד ושחיקה התרחשו באזורי החוף בשיתוף עם מפלס הים הגבוה יותר הקשורים להתחממות כדור הארץ.
בעתיד קדימה, באמצע החורף, שינוי האקלים פירושו כי השלג יגבר מכיוון שהאווירה יכולה להחזיק 4% יותר לחות לכל עלייה בטמפרטורה של 1 ° F. כך כל עוד הוא לא מתחמם מעל להקפיא, התוצאה היא מזבלה גדולה יותר של שלג.
לעומת זאת, בתחילת החורף ובסופו הוא מתחמם מספיק לסבירות גבוהה יותר לגשם, כך שגשם השלג הכולל של החורף לא יגדל. תצפיות על כיסוי השלג לחצי הכדור הצפוני אכן מראות עלייה קלה באמצע החורף (דצמבר-פברואר) אך הפסדים עצומים באביב (ראה איור כיסוי השלג לעיל.) זה כל חלק ממגמה לשקעים כבדים בהרבה בארצות הברית. (ראה איור למטה), במיוחד בצפון-מזרח.
במילים אחרות: אם ההתחממות גורמת למשקעים פחות או יותר משתנה לפי אזור, אך היא משנה את האיזון בין שלג לגשם. כל עוד הוא נשאר מתחת לקפוא, השלכות גדולות יותר, אך עונת השלג מתכווצת בשני קצות החורף. אז יותר זמן מבלה בגשם: גולשים באזורים מסוימים מרוויחים באמצע החורף אך עם עונת סקי קצרה יותר.
מכיוון שהלחות המוגברת בסערה יכולה גם למשוב ולהגביר את הסערה עצמה, ניתן לשלוח את השלג הנוסף בקלות 10% ומעלה מ- מרכיב לשינויי אקלים.
ראה גם:
קווין טרנברט טרנברט, ק.י., 2011: שינויים במשקעים עם שינויי אקלים. מחקר אקלים, 47, 123-138, doi: 10.3354 / cr00953. [PDF]
יש עלייה חדה ב קיצוניות משקעים ביום אחד בעונה הקרה של אוקטובר עד מרץ.
הערכת האקלים הלאומית נתונים אומרים אותו דבר.
מאמר זה פורסם במקור ב שיחה.
קרא את מאמר מקורי.
על המחבר
קווין טרנברט הוא מדען בכיר נכבד במרכז הלאומי למחקר אטמוספרי. הוא עסק רבות בפאנל הבין ממשלתי לשינויי אקלים (וחלק את פרס נובל לשלום ב- 2007) ובתכנית לחקר האקלים העולמי (WCRP). כיום הוא מנהל את תוכנית חילופי האנרגיה והמים העולמיים (GEWEX) תחת WCRP. יש לו מעל מאמרים בכתב העת 200 ושני פרסומי 460 והוא אחד המדענים המצוטטים ביותר בתחום הגיאופיזיקה.
הצהרת גילוי נאות: קווין טרנברט מקבל מימון ממחלקת האנרגיה והקרן הלאומית למדע.
ספרים קשורים:
