Classifying the severity of the annual Antarctic ozone hole

في كل عام، يترقق درع هائل وغير مرئي فوق القارة القطبية الجنوبية بشكل كبير، مما يخلق فراغاً موسمياً في الغلاف الجوي يُعرف باسم ثقب الأوزون. هذه الظاهرة ليست ثقباً مادياً في السماء، بل هي منطقة تنخفض فيها تركيزات غاز الأوزون إلى مستويات متدنية جداً بحيث لا تعود قادرة على حجب الأشعة فوق البنفسجية الضارة من الشمس بفعالية. يتشكل الثقب في كل شتاء وربال لأن المواد الكيميائية التي صنعها الإنسان والتي أُطلقت قبل عقود تتفاعل مع الهواء البارد المحبوس داخل نظام رياح دوار يسمى الدوامة القطبية. وبينما نجح العالم في حظر إنتاج هذه المواد الكيميائية الضارة، فإن الثقب لا يتلاشى بين عشية وضحاها؛ بل يبقى عالقاً، ويتغير حجمه وعمقه من سنة إلى أخرى. وبالنسبة للعلماء والجمهور على حد سواء، فإن رقماً واحداً يصف مساحة الثقب غالباً ما يفشل في سرد القصة كاملة. فثقب يغطي عشرين مليون كيلومتر مربع قد يبدو ضخماً، ولكن بدون سياق، يصعب معرفة ما إذا كان ذلك العام شديداً بشكل غير معتاد أم أنه مجرد عام نموذجي. إن فهم الطبيعة الحقيقية لهذه التباينات السنوية أمر بالغ الأهمية، حيث أن سلوك ثقب الأوزون يؤثر على أنماط الطقس في نصف الكرة الجنوبي بأكمله، مما يؤثر على الرياح والأمطار بعيداً عن القطب.

ولحل مشكلة كيفية وصف هذه التباينات السنوية، طور فريق من الباحثين من نيوزيلندا طريقة جديدة لتصنيف شدة ثقب الأوزون في القارة القطبية الجنوبية. فبدلاً من الاعتماد على مخططات معقدة أو مقارنة عام بآخر في سباق نحو البحث عن "أكبر" ثقب، قدموا نظاماً بسيطاً مكوناً من ثلاثة مستويات: طفيف، متوسط، وكبير. يعمل هذا التصنيف كلغة عالمية، تتيح لأي شخص فهم خطورة استنزاف الأوزون في عام معين على الفور. وقد بنى الباحثون هذا النظام من خلال تحليل بيانات تاريخية لعقود، ودمج قياسات من أدوات أقمار صناعية متعددة لإنشاء سجل واحد متسق لصحة طبقة الأوزون من عام 1979 إلى عام 2025. وقد ركزوا تحديداً على أشهر سبتمبر وأكتوبر ونوفمبر، والتي تمثل ذروة موسم ثقب الأوزون. ومن خلال استخدام طريقة إحصائية لتجميع هذه السنوات بناءً على كمية الأوزون المفقودة، حددوا أنماطاً واضحة تفصل بين السنوات المعتدلة وتلك الشديدة حقاً.

تكشف نتائج هذا التحليل عن مشهد متغير في السماء فوق القارة القطبية الجنوبية. فقد وجد الباحثون أن وتيرة ثقوب الأوزون "الكبيرة" قد تغيرت بمرور الوقت. ففي تسعينيات القرن الماضي، كان الثقب غالباً ما يكون في أسوأ حالاته في سبتمبر، لكنه كان يميل إلى التحسن بحلول نوفمبر. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، تغير النمط. فقد شهد العقد الذي بدأ في عام 2020 عودة ظهور ثقوب أوزون "كبيرة" تستمر بعمق في فصل الربيع. وبينما صُنفت أعوام 2020 و2021 و2022 على أنها "كبيرة" طوال الموسم، كان عام 2023 استثناءً، حيث أصبح "متوسطاً" خلال شهر أكتوبر قبل أن يعود إلى حالة "كبيرة" بحلول نوفمبر. ويرتبط هذا الاتجاه الأخير بأحداث محددة، مثل الانفجارات البركانية والحرائق الهائلة للغابات، والتي حقنت جزيئات في الغلاف الجوي تسرع من تدمير الأوزون. وتظهر الدراسة أن هذه الثقوب الشديدة ليست مجرد أحداث طقس معزولة؛ بل لها تأثير مباشر وقابل للقياس على المناخ. فقد أثبت الباحثون أنه عندما يحدث ثقب أوزون "كبير"، فإنه يتبعه دائماً تقريباً تحول أقوى من المتوسط في نمط "النمط الحلقي الجنوبي"، وهو محرك رئيسي لأنماط الرياح والطقس التي تؤثر على درجات الحرارة وهطول الأمطار عبر أستراليا وأمريكا الجنوبية وأفريقيا خلال فصل الصيف.

وبالنظر نحو المستقبل، استخدم الفريق نماذج حاسوبية متقدمة لمحاكاة كيفية تصرف ثقب الأوزون في العقود القادمة. وتشير هذه المحاكاة، التي تفترض مساراً معتدلاً لانبعاثات الغازات الدفيئة المستقبلية، إلى أن ثقوب الأوزون "الكبيرة" و"المتوسطة" من المرجح أن تستمر لعدة عقود أخرى. وتوضح النماذج أنه بينما سيتعافى الثقب في النهاية، إلا أن العملية ستكون بطيئة. وحتى نهاية القرن، تشير عمليات المحاكاة إلى أن ثقوب الأوزون "الطفيفة" - تلك التي لا تزال ملحوظة ولكنها ليست شديدة - قد لا تختفي تماماً حتى بعد عام 2100. ويعتمد التوقيت الدقيق على كيفية تطور المناخ، لكن الإجماع من النماذج هو أن الغلاف الجوي سيظل في حالة تعافٍ لفترة طويلة. ويوفر نظام التصنيف الجديد هذا إطاراً واضحاً لتتبع هذا التعافي، مما يوفر وسيلة لمراقبة التقدم تكون متاحة لكل من العلماء والجمهور العام. ومن خلال الانتقال لما وراء الأرقام الخام إلى معيار وصفي واضح، يساعد هذا العمل في فهم أن تعافي طبقة الأوزون هو رحلة معقدة، تتسم بسنوات من التباين في الشدة، وليس مجرد مفتاح تشغيل وإيقاف بسيط.