گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
تحقیقات جدید نشان می‌دهد که گرم شدن زمستان‌ها باعث کاهش شدت سرما نشده است. این پدیده نگران‌کننده، چالش‌های جدیدی را پیش رو قرار می‌دهد. اما علت آن چیست؟
بسیاری بر این باورند که گرم شدن زمستان‌ها موجب کاهش وقوع موج‌های سرمای شدید می‌شوند، اما واقعیت این‌گونه نیست.
چرا گرم شدن زمستان‌ها باعث کاهش سرما نشده است؟
پژوهش جدیدی نشان می‌دهد که گردباد قطبی که در لایه‌های بالایی استراتوسفر زمین رخ می‌دهد، تأثیر چشمگیری بر شرایط سطح زمین دارد. در این تحقیق، دانشمندان بررسی کردند که تغییرات در گردباد قطبی به‌ویژه در استراتوسفر (لایه‌ای از جو در ارتفاع بالا) چگونه بر وضعیت زمستان اثر می‌گذارد. آن‌ها دریافتند که شکل و شدت این گردباد در دو ارتفاع مختلف می‌تواند کاملاً متفاوت باشد و همین تفاوت نقش تعیین‌کننده‌ای ایفا می‌کند.
این پژوهش توسط محققانی از دانشگاه ماساچوست انجام شده است. تیم تحقیق می‌گوید: «عموم مردم زمانی که زمستان شدید می‌شود، نام گردباد قطبی را می‌شنوند، اما هدف ما این بود که دقیق‌تر بررسی کنیم تغییرات درون این گردباد چگونه زمان و مکان بروز سرماهای شدید را تحت تأثیر قرار می‌دهد.»
تصور کنید لایه‌ای از جو در بالای قطب شمال مانند گنبدی چرخان از هوای یخ‌زده در جریان است؛ این همان گردباد قطبی است که به طور رسمی «گردباد قطبی استراتوسفری» (SPV) نام دارد. زمانی که این گردباد پایدار و نیرومند باشد، زمستان در ایالات متحده عمدتاً آرام باقی می‌ماند. اما وقتی این ساختار کشیده، پیچیده یا گسیخته شود، هوای سرد می‌تواند به سوی جنوب روانه شده و شرایط زمستانی سختی را در سراسر کشور ایجاد کند.
- چرا احتمال سرما خوردن در زمستان بیشتر است؟
- گرم کردن خودرو در زمستان: واقعیت یا باور اشتباه
- این داروی شفابخش از یخ زدن دست و پای شما در زمستان جلوگیری می‌کند
- آیا ممکن است روغن خودرو در سرمای زمستان یخ بزند؟
این مطالعه به بررسی چگونگی تأثیر شکل‌ها و رفتارهای مختلف گردباد قطبی، نه فقط در یک سطح از جو بلکه در دو سطح، بر وقوع طوفان‌های زمستانی در آمریکا پرداخته است. در دهه گذشته، شدیدترین موج‌های سرما بیشتر به سمت غرب متمایل شده‌اند. این تغییر با افزایش وقوع پدیده لانینا، که در آن دمای اقیانوس آرام کمتر از حد معمول است، هم‌راستا به‌نظر می‌رسد.
پدیده لانینا تمایل دارد به گونه‌ای از گردباد مرتبط باشد که مناطق غربی ایالات متحده را تحت تأثیر قرار می‌دهد، در حالی که ال‌نینو (همتای گرم‌تر آن) بیشتر به نسخه‌ای مربوط می‌شود که بر شرق کشور اثر دارد. محققان با استفاده از روشی موسوم به خوشه‌بندی K-means (روشی برای شناسایی الگوها در داده‌های حجیم) توانستند پنج نوع متفاوت از رفتار استراتوسفری را شناسایی کنند.
دو نمونه از این دسته‌بندی‌ها بیش از بقیه با سرمای شدید و بارش برف همراه بودند. یکی از این الگوها که P2 نام دارد، موجب آب‌وهوای سخت در شمال‌غرب ایالات متحده می‌شود. الگوی دیگر، با عنوان P3، نواحی مرکزی و شرقی آمریکا را هدف قرار می‌دهد.
در الگوی P2، گردباد اصلی قوی و متمرکز بر قطب باقی می‌ماند، در حالی که گردباد در لایه‌های پایین‌تر کشیده می‌شود. این ساختار معمولاً موجب سرما و بارش در شمال‌غرب آمریکا می‌گردد. در مقابل، P3 دارای گردبادی ضعیف‌تر است که به سمت اقیانوس اطلس شمالی جابه‌جا شده و سرمای هوا را به مناطق مرکزی و شرقی ایالات متحده هدایت می‌کند. این تفاوت‌ها تنها وابسته به موقعیت گردباد نیستند، بلکه رفتار امواج جوی نیز تأثیرگذار است.
امواج سیاره‌ای یا جذب می‌شوند یا بازتاب می‌یابند. در صورتی که این امواج بازتاب یابند، می‌توانند هوای سرد را با شدت به سمت جنوب برانند. در رویدادهای P3، بازتاب امواج به‌صورت مداوم در طول موج سرمایی دیده می‌شود. در الگوی P2، بازتاب معمولاً پیش از آغاز سرما اتفاق می‌افتد.
مکان وقوع سرما و عوامل آن
محققان از شاخص rAWSSI استفاده کردند که عواملی چون دما، عمق برف، و میزان بارش برف را لحاظ می‌کند. تحلیل‌ها نشان داد که الگوهای P3 بیشترین شدت زمستانی را در مناطق مرکزی و شرقی آمریکا به همراه دارند، در حالی که P2 عمدتاً باعث سرمای شدید و بارش در منطقه شمال‌غرب می‌شود.
یافته‌های این تحقیق به توضیح پدیده‌های اخیر نظیر یخبندان شدید تگزاس در سال 2021 کمک می‌کنند. در سال‌های اخیر، تعداد روزهای همراه با الگوی P2 در شمال‌غرب افزایش یافته است. این رشد با جابه‌جایی مسیر هجوم هوای سرد به سمت شمال‌غرب هماهنگ است. با اینکه مناطق مرکزی و شرقی همچنان تحت تأثیر قرار می‌گیرند، اما کمتر از گذشته است.
شاخص «شار فعالیت موجی» (WAF) سرنخ‌هایی به‌دست می‌دهد. پیش از وقوع P2، بازتاب امواج عمدتاً بر فراز سیبری و آلاسکا رخ می‌دهد. در الگوی P3، بازتاب قدرتمند در آسیا و اقیانوس آرام دیده می‌شود و این روند هم‌زمان با فرود هوای سرد ادامه دارد. هوای سرد از شرق آغاز می‌شود، به سمت غرب میانه گسترش می‌یابد، و نهایتاً در شمال‌غرب مستقر می‌شود. این تحولات به پیش‌بینی محل وقوع موج سرمای بعدی کمک می‌کنند.
چرخه‌های جهانی و گردباد قطبی
الگوی P2 در دوره‌های لانینا رایج‌تر است. در مقابل، P3 بیشتر در فازهای ال‌نینو دیده می‌شود. این مسئله نشان می‌دهد که دمای مناطق گرمسیری اقیانوس‌ها بر رفتار گردباد قطبی اثرگذار است. الگوهای اقلیمی دیگر نیز نقش دارند. فاز غربی «نوسان دوساله شبه‌منظم» (QBO) اغلب هم‌زمان با روزهای P2 مشاهده می‌شود.
از سوی دیگر، شاخص نوسان قطبی (AO) در رویدادهای P3 بیشتر در وضعیت منفی قرار دارد، که این حالت موجب افزایش رخدادهای سرمای شدید در بخش‌های مرکزی و شرقی آمریکا می‌شود.
تحول در سرمای زمستانی
آنچه این تحقیق را متمایز می‌کند، تمرکز صرف بر دمای سطح زمین نیست، بلکه عواملی چون پوشش برف و میزان بارش برف نیز در نظر گرفته شده‌اند، که دید دقیق‌تری نسبت به ارتباط استراتوسفر با شرایط زمینی ارائه می‌دهد.
با وجود روند کلی گرم شدن زمین، نتایج نشان می‌دهد که سرمای شدید همچنان هر سال تکرار خواهد شد، هرچند مکان آن در حال تغییر است. در دهه گذشته، مناطق دارای ناهنجاری سرمایی بیشینه به سمت غرب جابه‌جا شده‌اند، برخلاف چند دهه گذشته که سرمای شدید بیشتر در شرق رایج بود. این بینش عمیق‌تر می‌تواند به پیش‌بینی دقیق‌تر زمستان‌های سخت از طریق بررسی الگوهای استراتوسفری و دمای اقیانوس‌های گرمسیری کمک کند.
در نهایت، این پژوهش نشان می‌دهد که پدیده‌هایی که در ارتفاعات بالای جو یا در فاصله‌ای دور در اقیانوس‌ها رخ می‌دهند، می‌توانند به‌شدت بر زمستانی که تجربه می‌کنیم تأثیرگذار باشند. و با یادگیری بهتر از این سیگنال‌های جوی، می‌توانیم آمادگی بیشتری برای رویارویی با طوفان‌های زمستانی داشته باشیم.
نتایج این تحقیق در مجله Science Advances منتشر شده است.