ما هي الدوامة القطبية ؟.. وسبب تأثيرها الشديد على أمريكا
الدوامة القطبية
الدوامة القطبية هي منطقة كبيرة ذات ضغط جوي منخفض وهواء بارد حول القطب الشمالي للأرض، وهي نمط موثق منذ فترة طويلة ولا يلاحظها أحد منا إلا عندما يتغير ضغط الهواء والرياح بين الحين والآخر، باستثناء أولئك الذين يعيشون في مناطق خطوط العرض المنخفضة.
عند استقرار الدوامة القطبية، تكون أقرب إلى القطب الشمالي ومرتبطة بتيار نفاث قطبي قوي يمنع انتقال الهواء البارد إلى القارات، كما أوضح بول أولريش، الأستاذ المشارك في النمذجة المناخية الإقليمية في جامعة كاليفورنيا في ديفيس، أن التيار النفاث القطبي يحافظ على ثباته بواسطتين: فرق درجات الحرارة بين خطوط العرض الوسطى الأكثر دفئا والمنطقة القطبية، ودوران الأرض.
العوامل التي تؤثر على التيار النفاث القطبي:
- الاختلاف في درجة الحرارة: يتأثر تيار النفاث بفارق درجة الحرارة الكبير بين قمته وقاعه، فعندما يكون الفارق كبيرا يكون التيار قويا ومستقرا، ولكن عندما يكون الفارق صغيرا يصبح التيار أضعف وأكثر عرضة للانحناء والالتواء، وعندما يصبح غير مستقر يمكن للدوامة القطبية أن تنفجر وتتوسع أحيانا جنوبا مثلما يحدث في فلوريدا.
- نظام الضغط: ينتج نظام الضغط المنخفض الرياح والأعاصير وظواهرا مشابهة مثل الدوامات القطبية، في حين يدفع نظام الضغط العالي الهواء بعيدا إلى مناطق الضغط المنخفض لتحقيق التوازن. وعندما تتزعزع الدوامة القطبية، يمكنها دفع الهواء القطبي للخارج وبعيدا.
- ارتفاع درجة حرارة: تسبب ارتفاع درجة حرارة الأرض في ذوبان الجليد البحري في القطب الشمالي، مما يؤدي إلى تحويل سطح الجليد المنعكس بشكل كبير إلى سطح مظلم وامتصاصي. هذا التغيير يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة مناطق خطوط العرض العليا وتقليل فروق درجات الحرارة بين المناطق الواقعة على خطوط العرض المتوسطة والمناطق القطبية الأكثر دفئا.
- التيار النفاث القطبي: يؤدي هذا إلى تضعيف واضطراب استقرار التيار النفاث القطبي، مما يؤدي إلى غرقه في عروض عرضية منخفضة الارتفاع، وزيادة انتشار الهواء القطبي جنوبا.
ما هي الدوامة القطبية التي جمدت أمريكا
إذا كنت تتابع الأخبار أو خرجت مؤخرا، فستكون على علم بالبرد القارس الذي ضرب العديد من مناطق أمريكا الشمالية. وفقا لصحيفة واشنطن بوست، تشكلت كتلة من الهواء البارد جدا فوق كندا بشكل يشعر الإنسان بالرعب، وتنقسم إلى ثلاثة أجزاء في بداية عام 2019، واحدة منها تنتقل إلى الدوامات القطبية في شرق الولايات المتحدة. يمكن أن تدفع هذه الكتلة الهواء المتجمد مباشرة من القطب الشمالي. ولكن ما هي هذه الظاهرة الجوية؟
الدوامات القطبية هي في الأساس أعاصير قطبية تعرفها وكالة ناسا بأنها منطقة كبيرة دائرية ومستمرة من الضغط المنخفض وتوجد عادة فوق القطبين الشمالي والجنوبي وهي ظاهرة شتوية، والدوامات تتطور مع غروب الشمس فوق القطب وتبرد درجات الحرارة وتحدث في الطبقة الوسطى والعليا من التروبوسفير والستراتوسفير (تقريبا ما بين ستة إلى 31 ميلا فوق سطح الأرض).
أين ستضرب الدوامة القطبية؟
تتحرك الدوامات القطبية في نصف الكرة الأرضية الشمالي في اتجاه عكسي لاتجاه عقرب الساعة وعادةً ما تنخفض فوق دولة كندا ولكن وفقاً لـ NBC News يمكن أن تتحرك الدوامات القطبية إلى الولايات المتحدة بسبب الطقس الدافئ فوق جرينلاند أو ألاسكا مما يفرض كثافة الهواء البارد جنوباً أو أنماط الطقس الأخرى.
الدوامات القطبية ليست نادرة في الواقع، حيث تهب الرياح القطبية الشمالية أحيانًا إلى شرق الولايات المتحدة، ولكن في بعض الأحيان يكون حجم المنطقة المتأثرة أكبر بكثير من المعتاد.
انقسام الدوامة القطبية
في بعض الأحيان، يمكن أن يضعف نظام الضغط المنخفض المحمل بالهواء القطبي الشمالي ويتحرك من موقعه المعتاد. وعندما يحدث ذلك، يمكن لجزء من الدوامة القطبية أن ينفصل ويهاجر جنوبًا، مما يجلب معه الكثير من الهواء البارد. وقد يتعرض مناطق في أقصى الجنوب، مثل فلوريدا، لظروف جوية قطبية نتيجة لذلك.
أهمية نظام الضغط المنخفض القوي:
- عندما يكون النظام الضغط المنخفض قويا وصحيا، فإنه يحافظ على انتقال التيار النفاث حول الأرض في مسار دائري. والتيار النفاث هو مجموعة من الرياح القوية التي يمكن الاعتماد عليها وتلعب دورا رئيسيا في الحفاظ على الهواء البارد في الشمال والهواء الأكثر دفئا في الجنوب. ولكن عندما يضعف النظام الضغط المنخفض، يمكن أن ينقطع جزء منه، وهذا الانفصال هو ما يسبب الدوامة القطبية.
- دون نظام ضغط منخفض قوي، لا يستطيع التيار النفاث الحفاظ على مساره المعتاد، فيصبح متموجًا ومتجولًا، وعندما تتداخل أنظمة الضغط العالي معه، يتم دفع كتلة من الهواء البارد جنوبًا جنبًا إلى جانب باقي نظام الدوامة القطبية.
هل كل طقس بارد بسبب دوامة قطبية؟
الدوامات القطبية ليست نادرة في الولايات المتحدة لكن من المهم أن تتذكر أنه ليس كل الطقس البارد هو نتيجة الدوامة القطبية على الرغم من إمكانية دفع الدوامة القطبية جنوباً إلا أنها تظل متوقفة في المناطق القطبية ويتطلب الأمر ظروفاً غير معتادة حتى تضعف الدوامة أو تهاجر إلى أقصى الجنوب ويمكن أن تتسبب ظروف الطقس الأخرى في انتقال الطقس البارد في القطب الشمالي جنوباً أيضاً.
التضخيم القطبي
ترتفع درجة حرارة القطب الشمالي أسرع بمرتين من متوسط سطح الكرة الأرضية وتُعرف هذه الظاهرة باسم “تضخيم القطب الشمالي” حيث يرجع ذلك جزئياً إلى الفقدان السريع للغطاء الجليدي البحري في المنطقة وعندما يتضاءل الجليد البحري في القطب الشمالي فإن الطاقة من الشمس التي كان من الممكن أن تنعكس بعيداً عن طريق الجليد الأبيض اللامع تمتصها بدلاً من ذلك المحيط مما يتسبب في مزيد من الاحترار (انخفاض الغطاء الثلجي فوق مناطق القطب الشمالي له نفس التأثير).
شهدت فصول الخريف والصيف انخفاضًا كبيرًا في غطاء الجليد في القطب الشمالي، حيث انخفضت مساحة الجليد البحري بنسبة حوالي 13٪ لكل عقد منذ عام 1979 في شهر سبتمبر.
أسباب التغييرات السريعة في القطب الشمالي:
- درجة الحرارة: يحدث تضخيم القطب الشمالي أيضا بسبب تفاعل درجة الحرارة مع ارتفاع حرارة سطح الأرض، حيث يتم إطلاق المزيد من الطاقة إلى الفضاء مرة أخرى، ولكن كمية الطاقة المشعة من القطب الشمالي أقل بالمقارنة مع خطوط العرض المنخفضة، وهذا يعني أن درجة حرارة المنطقة ترتفع بسرعة أكبر.
- أنماط الدوران في الغلاف الجوي: أظهرت الدراسات الحديثة أن التغييرات السريعة في القطب الشمالي يمكن أن تؤثر بشكل غير مباشر على المناطق الجنوبية، إذ يمنع المحيط المتجمد الشمالي الأكثر دفئا نمو الجليد البحري، ولكنه يولد كتل هوائية أكثر دفئا ورطوبة فوق القطب الشمالي والقارات القريبة منه، مما يؤدي إلى تقليل الاختلاف في درجات الحرارة بين خطوط العرض المتوسطة، وبالتالي يؤثر على نمط الدوران في الغلاف الجوي.
- زيادة الطقس غير العادي: – “يعتقد النظريات أن هذه التغييرات تساهم في زيادة الطقس غير المعتاد والمتطرف في أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا، وتتركز الدراسات على العلاقة بين القطب الشمالي وفصول الشتاء الباردة مثل زيادة احتمالية حدوث فصول شتاء باردة في وسط أوراسيا وفترات طويلة من البرد الشديد خلال شتاء الولايات المتحدة في عام 2013-2014، ولكن يرتبط ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي أيضا بحدوث موجات حر في الصيف مثلما حدث في روسيا عام 2010 والجفاف في الصيف في الولايات المتحدة.