يدرك الباحثون اليوم أن أكثر العواصف خطورة بدأت تحدث بالتزامن مع ارتفاع حرارة المناخ. وقد أعطى فريق من العلماء تفسيراً أساسياً لها باستخدام بيانات جمعت على مدى 35 عاماً من أقمار صناعية مخصصة للرصد الجوي.
تعدُّ الدراسة التي نشرت في دورية Nature Communications في 24 كانون الثاني/يناير، وجاءت بعنوان "فحص حركة الطاقات الميكانيكية وتفاعلها عبر الغلاف الجوي" أول دراسة تقوم بالتحري عن التغيرات طويلة الأمد لدورة طاقة لورنتز–وهي صيغة معقدة استخدمت لوصف التفاعل الحاصل في الغلاف الجوي بين الطاقتين الحركية والكامنة– وتقدم الدراسة وجهة نظر جديدة حول ما يحصل نتيجة الاحترار العالمي.
علَّق ليمينغ لي Liming Li الأستاذ المساعد في الفيزياء في جامعة هيوستن والمؤلف المعني بالورقة البحثية: "إنها طريقةً جديدة للنظر فيما لاحظه الناس، ومحاولة تفسيره؛ لقد وجدنا أنَّ فعَّالية الغلاف الجوي العالمي للأرض كمحرك حراري تتزايد خلال العقود الأربعة الماضية استجابةً للتغير المناخي".
إنَّ الفعَّالية المتزايدة في هذه الحالة ليست بالأمر الجيد، فهي تشير إلى تحوّل المزيد من الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية –وهي الطاقة التي تقود حركة الغلاف الجوي – لتسفر عن تزايد احتمالات حدوث عواصف مدمرة في المناطق التي تشهد هذا التحول. وقد دوّن الباحثون: "تقترح تحليلاتنا أن معظم مكونات الطاقة في دورة طاقة لورنتز لها تيارات موجبة؛ ونتيجةً لذلك ازدادت فعَّالية الغلاف الجوي العالمي للأرض كمحرك حراري خلال 35 عاماً منصرم."
الباحثون المشاركون في العمل إلى جانب لي Li هم: يفينغ بان Yefeng Pan، وهو المؤلف الأول للدراسة وطالب دكتوراه سابق في جامعة هيوستن؛ وتشون جيانغ Xun Jiang وهو أستاذ مساعد في علوم الأرض والغلاف الجوي في جامعة هيوستن؛ وكل من جان لي Gan Li، وفينتاو زهانغ Wentao Zhang، وتشينيو وانغ Xinyue Wang من جامعة جويلين للتكنولوجيا الإلكترونية؛ وكذلك أندرو بي.انجرسول Andrew P. Ingersoll من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.
استخدم الباحثون ثلاث مجموعات بيانات مستقلة للأرصاد الجوية لتتبع المتغيرات، بما فيها حقل رياح ثلاثي الأبعاد، وحقل ارتفاع أرضي كامن، وحقل درجة حرارة في نقاط موزَّعة عبر أنحاء العالم من عام 1979 حتى عام 2013، وبعدها استخدم الباحثون هذه البيانات لحساب دورة طاقة لورنتز في الغلاف الجوي العالمي. تؤثر دورة الطاقة هذه على الطقس والمناخ بشكل كبير.
غطت الدراسات السابقة قبل عام 1979 فترات زمنية بلغت مدتها خمسة أعوام وعشرة أعوام فقط، كما جاء على لسان لي الذي تابع قائلاً: "أما الآن فيمكننا التحقق من دورة طاقة لورينتز للغلاف الجوي العالمي على مدى 35 عاماً منصرم باستخدام بيانات مرصودة بالأقمار الصناعية".
وفي حين أكد الباحثون بقاء الطاقة الميكانيكية الكلية للغلاف الجوي ثابتةً مع الزمن، إلا أن هناك زيادةً كبيرة فيما وصفوه بـ "الطاقات الدواميّة" أو الطاقات المرتبطة بالعواصف، والدوامات والاضطرابات الجوية.
ويؤكد لي أن التيارات الموجبة للطاقات الدوامية كانت واضحة بشكل خاص في نصف الكرة الجنوبي، وفوق أجزاء من آسيا، ويشير الباحثون إلى أن اشتداد نشاط العواصف فوق المحيطات الجنوبية، وازدياد الجفاف في آسيا الوسطى يساهمان في هذه التيارات الموجبة.
وختم لي قائلاً: "إنه منظور جديد يفسّر الاحترار العالمي من وجهة نظر الطاقة".
