Seven reanalyses, seven answers: ocean product choice can flip tropical-cyclone intensity conclusions
تُظهر هذه الدراسة أن اختيار منتج إعادة تحليل المحيطات يُدخل تحيزات كبيرة، تعتمد على الحوض وتتغير بمرور الوقت، في شدة الأعاصر المدارية والقدرة الحرارية المستنتجة، مما يؤدي غالباً إلى عكس الاستنتاجات المتعلقة بقوة العواصف واتجاهاتها، وهو ما يحذر من الاعتماد على مجموعات بيانات واحدة لإجراء مثل هذه التحليلات.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
ليست الأعاصاض المدارية مجرد عواصف دوارة من الرياح والأمطار؛ بل هي محركات حرارية تستمد قوتها من سطح المحيط الدافئ. ولفهم مدى قوة العاصفة التي يمكن أن تصل إليها، ينظر العلماء إلى أمرين رئيسيين: درجة حرارة سطح البحر والحرارة المخزنة في المياه تحت السطح مباشرة. تعمل درجة حرارة السطح بمثابة الوقود في الجزء العلوي من المحرك، بينما تعمل الدفء في الأعماق كمستودع يحافظ على استمرار عمل المحرك حتى أثناء اضطراب مياه السطح بفعل العاصفة. فإذا كانت طبقة المياه الدافئة عميقة، يمكن للعاصفة أن تنمو لتصبح ضخمة ومدمرة. أما إذا كانت الطبقة الدافبة رقيقة، فإن العاصفة ستمزج بسرعة المياه الباردة من الأسفل، مما يعمل بمثابة "مكبح" يحد من قوتها. ولعقود من الزمن، اعتمد الباحثون على نماذج حاسوبية تسمى "إعادة التحليل" (reanalyses) لإعادة بناء تاريخ هذه الظروف المحيطية، لملء الفجوات حيث تغيب القياسات المباشرة. وهذه النماذج ضرورية للتنبؤ بكيفية تغير العواصف مع ارتفاع حرارة الكوكب، ولكن حتى الآن، لم يقم أحد بالتحقق بشكل منهجي مما إذا كانت النماذج المختلفة تقدم القصة نفسها عن حرارة المحيط.
قرر فريق من الباحثين من جامعة الدفاع الوطني للتكنولوجيا في الصين اختبار هذا الاتساق من خلال النظر في سبعة نماذج محيطية مختلفة على فترة تقارب ثلاثين عاماً، من عام 1993 إلى عام 2020. تتبعوا مسارات 2,441 إعصاراً مدارياً وقارنوا ما قاله كل نموذج عن ظروف المحيط قبيل وصول العواصف. وللتحقق من صحة النماذج، استخدموا بيانات واقعية من العوامات الطافية في السطح وشبكة عالمية من المستشعرات تحت الماء تسمى "عوامات أرغو" (Argo floats) والتي تقيس درجة الحرارة عند أعماق مختلفة. كان الهدف بسيطاً: معرفة ما إذا كان اختيار نموذج على آخر يمكن أن يغير الاستنتاج حول مدى قوة العاصفة. وكانت النتائج مذهلة؛ إذ لم يقتصر تأثير اختيار النموذج على تغيير الأرقام فحسب، بل كان بإمكانه قلب الاستنتاجات تماماً.
كشفت الدراسة أن النماذج اختلفت بشكل كبير في درجة حرارة سطح المحيط، وأن هذه الاختلافات اعتمدت بشدة على موقع العاصفة في العالم. ففي بعض المناطق، مثل غرب المحيط الهادئ، أظهر نموذج واحد باستمرار أن المياه كانت أكثر دفئاً مما هي عليه في الواقع، بينما أظهر نموذج آخر أنها كانت أبرد بكثير. وفي شمال المحيط الأطلسي، اتفقت معظم النماذج على أن المياه كانت أبرد مما رصدته العوامات الطافية، ولكن في جنوب المحيط الهندي، أظهرت معظمها أنها كانت أدفأ. وهذا يعني أنه بالنسبة لعاصفة واحدة، قد يشير نموذج ما إلى أن المحيط جاهز لتزويد إعصار هائل بالوقود، بينما قد يشير نموذج آخر إلى أن الوقود غير كافٍ. ووجد الباحثون أن أخطاء السطح هذه لم تكن مجرد مشا_كل سطحية؛ بل كانت مرتبطة بكيفية تعامل النماذج مع الحرارة المخزنة في الأعماق.
وكان الاكتشاف الأكثر إثارة للدهشة هو أن النماذج التي كانت الأبرد عند السطح هي في الواقع تلك التي زعمت وجود أكبر مستودع للحرارة في الأسفل. فأحد النماذج، الذي أظهر درجات حرارة سطحية هي الأبرد، قدّر أن المحيط يحمل أكبر قدر من الطاقة الحرارية بين جميع النماذج، بزيادة قدرها +3.4 كيلو جول لكل سنتيمتر مربع. وقد خلق هذا مفارقة حيث بدا النموذج الذي يبدو "آمناً" على السطح، أنه يتنبأ في الواقع بأكثر الظروف خطورة في الأسفل. وعندما حسب الباحثون أقصى شدة نظرية يمكن أن تصل إليها العاصفة بناءً على هذه الصور المختلفة للمحيط، انعكست ترتيبات النماذج تماماً. فالنموذج الذي تنبأ بأقوى العواصف بناءً على درجة حرارة السطح وحدها، انتهى به الأمر بالتنبؤ بأضعف العواصف بمجرد أخذ حرارة المحيط العميقة في الاعتبار. وقد نمت الفجوة في قوة العاصفة المتوقعة بين أفضل النماذج وأسوأها من فجوة صغيرة إلى اتساع كافٍ لتغيير تصنيف العاصفة من إعصار رئيسي إلى نظام أضعف.
لم يكن هذا التضارب مجرد مسألة اختلاف النماذج في متوسطاتها؛ بل كان يختلف أيضاً باختلاف قوة العاصفة. فبالنسبة للعواصف الأضعف، اتفقت النماذج في الغالب، ولكن بالنسبة لأشد العواصف قوة، وهي من الفئة الخامسة، وصل الخلاف إلى ذروته. عند هذا المستوى العالي من الشدة، أظهر نموذجان كانا يتتبعان حرارة المحيط جيداً للعواصفي الأضعف، فجأة نقصاً هائلاً في الحرارة للعواصف الأقوى، بينما أظهرت نماذج أخرى فائضاً. وهذا يعني أنه بالنسبة لأكثر العواصف خطورة، يمكن لاختيار بيانات المحيط أن يؤدي بالعلماء إلى استنتاج أن العاصفة إما قادرة على الوصول إلى ذروة إمكاناتها أو أنها مكبوحة بسبب نقص الوقود، دون وسيلة لمعرفة أيهما صحيح دون بيانات أفضل. كما وجدت الدراسة أن أخطاء هذه النماذج لم تكن مستقرة بمرور الوقت. فقد عكس انحراف أحد النماذح إشارته حول عام 2012، متحولاً من إظهار مياه دافئة إلى مياه باردة، ليس لأن المحيط قد تغير، بل لأن عملية إنتاج النموذج انتقلت إلى نظام جديد. هذا "التحول" في البيانات خلق اتجاهاً زائفاً، مما جعل الأمر يبدو وكأن قدرة المحيط على تغذية العواصف في تراجع، بينما كان في الواقع مجرد تغيير في تاريخ الإنتاج.
خلص الباحثون إلى أن الاعتماد على نموذج محيطي واحد لدراسة كيفية تغير الأعاصاض المدارية هو أمر محفوف بالمخاطر ويمكن أن يؤدي إلى إجابات خاطئة. ولأن النماذج تختلف جوهرياً في كل من السطح والأعماق، ولأن أخطاءها تتغير بمرور الوقت وعبر أجزاء مختلفة من العالم، فإن أي دراسة تستخدم نموذجاً واحداً فقط قد تكون تقيس عيوب النموذج بدلاً من قياس واقع المحيط. قدم الفريق دليلاً للعلماء حول النماذج التي يجب استخدامها لمهام محددة، مثل دراسة درجات حرارة السطح في المحيط الهادئ مقابل الحرارة العميقة في المحيط الهندي، لكن الرسالة العامة كانت واضحة: دور المحيط في شدة العواصف أكثر تعقيداً وعدم يقين مما كان يُعتقد سابقاً. وحتى تتحسن هذه النماذج لتتفق مع بعضها البعض ومع الملاحظات الواقعية، فإن فهمنا لمدى قوة العواصف المستقبلية سيظل غائماً بفعل الأدوات ذاتها التي نستخدمها لقياسها.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.