انخفاضات في تدفقات CO2 بين البحر والجو في جنوب المحيط الهادئ والمحيط الأطلسي الجنوبي ناجمة عن هطول مطر شديد

لماذا تهمنا العواصف المطيرة الشديدة للمناخ

مع احترار الكوكب، أصبحت الغزارات المطرية الشديدة أكثر شيوعًا. هذه العواصف الدرامية لا تُغرق الشوارع وتملأ الأنهار فحسب؛ بل تتفاعل أيضًا مع المحيط، الذي يمتص بهدوء نحو ربع ثاني أكسيد الكربون الذي يبثه البشر سنويًا. تطرح هذه الدراسة سؤالًا يبدو بسيطًا لكنه ذا آثار كبيرة على توقعات المناخ: عندما يهطل دفعة عنيفة من المطر فوق عرض المحيط، هل يغير ذلك مقدار ثاني أكسيد الكربون الذي يطلقه المحيط إلى الغلاف الجوي أو يمتصه منه؟

حركة خفية للكربون بين البحر والسماء

غالبًا ما يُوصف تبادل ثاني أكسيد الكربون بين المحيط والهواء بمصطلح «تدفق». عندما يمتص المحيط ثاني أكسيد الكربون أكثر ممّا يطلق، يعمل كمصارف للكربون؛ وعندما يطلق أكثر، يتحول إلى مصدر للكربون. هذا التوازن يعتمد على عوامل عديدة، بما في ذلك درجة حرارة المياه والرياح والأمواج والملح المذاب والحياة النباتية وحتى الجسيمات البلاستيكية الطافية. ركزت الأعمال السابقة في الغالب على التغيرات التدريجية في هذه الظروف. أما دفعات المطر القصيرة والعنيفة فكانت عادة تعامل كتفصيل ثانوي، مدموجة ضمن مدخلات المياه العذبة العامة دون فحص دورها الفريد. ومع ذلك، يسقط أكثر من ثلاثة أرباع هطول الأمطار العالمي فوق المحيط، وتتنبأ نماذج المناخ بتكثف أقوى العواصف. انطلق الباحثون لتحديد ما إذا كانت أحداث المطر الشديدة ليوم واحد تغيّر سلوك المحيط فيما يتعلق بالكربون بشكل قابل للقياس.

تحديد بؤر العواصف في محيطات الجنوب

باستخدام بيانات شهرية لثلاثة عقود من 1990 إلى 2023، جمع الباحثون ملاحظات الأقمار الصناعية ومخرجات نماذج المناخ وأدوات تعلّم آلي متقدمة لتفكيك الأهمية النسبية للعديد من التأثيرات المتداخلة على تدفّق ثاني أكسيد الكربون بين البحر والجو. درسوا الأنماط العالمية أولًا، ثم ركزوا حيث بدا المطر الشديد أكثر تأثيرًا. برزت منطقتان شاسعتان كبؤرتي تأثير: جنوب المحيط الهادئ والمحيط الأطلسي الجنوبي، لا سيما الحزم بين نحو 45 و60 درجة جنوبًا. في هذه المياه المعاتية بالعواصف، كان مؤشر قياسي لأثقل هطول ليوم واحد في الشهر، المعروف بأقصى هطول ليوم واحد، يرتبط بشكل ثابت ضمن العوامل الرئيسية التي تشكّل مقدار ثاني أكسيد الكربون المتحرك عبر سطح البحر.

كيف يمكن للمطر الشديد أن يغيّر دور المحيط

في جنوب المحيط الهادئ وجنوب المحيط الأطلسي، وجد الفريق ميلًا قويًا لربط الأحداث المطرية الأثقل ليوم واحد بتخفيض تدفّق ثاني أكسيد الكربون بين البحر والجو. بعبارة أخرى، عندما ضربت الغزارات النادرة ولكن القوية، تحوّل المحيط نحو امتصاص المزيد من الكربون أو إطلاق قدر أقل. مع ارتفاع أقصى هطول ليوم واحد من شبه لا شيء إلى نحو 30 ملليمترًا، تحولت كلتا المنطقتين من كونها مصادر صافية لثاني أكسيد الكربون إلى مصارف صافية. في جنوب المحيط الهادئ، انخفضت قيم التدفق النموذجية من موجبة بقوة إلى سلبية بوضوح، وفي جنوب المحيط الأطلسي كان التقلب من مصدر إلى حوض أكبر حتى. خلال المواسم والحلقات التي سيطرت عليها أمطار شديدة متواصلة، تعززت العلاقة الإحصائية أكثر، مما يوحي بأن متواليات العواصف يمكن أن تترك أثرًا دائمًا على ميزان الكربون.

أغطية المياه العذبة وموجات الصدمة المؤجلة

لماذا يمكن ليوم واحد من المطر الغزير أن يحدث هذا التأثير الواضح؟ يكمن الجواب في كيفية تخفيف مياه المطر العذبة وتكريسها لطبقات سطح المحيط المالحة. يشكّل الهطول الكثيف «عدسة» خفيفة ومنخفضة الملوحة فوق مياه أكثر كثافة وملوحة أدناه. تعمل هذه العدسة مثل غطاء مادي، مما يصعّب وصول المياه العميقة الغنية بالكربون إلى السطح وتهويتها إلى الهواء. استخدمت الدراسة تحليلات سببية وتقنيات «نقل الصدمات»، مقتبسة من الاقتصاد، لتتبع كيف يترسخ الزخم المفاجئ للمطر عبر النظام. أظهروا أن المطر الشديد يضغط أولًا ليقلل ملوحة السطح والقلوية — وهي خصائص كيميائية مرتبطة بقدرة المياه على حمل الكربون المذاب — وأن هذه التغيرات، بعد تأخير بضع شهور، تؤدي إلى هبوط ملحوظ في ثاني أكسيد الكربون المغادر للمحيط.

نظرة إلى مستقبل أكثر عاصفة

تشير توقعات المناخ إلى احتمالية تكثف أندر وأقوى أحداث الهطول فوق جنوب المحيط الهادئ وجنوب المحيط الأطلسي بنسبة 10–20 في المئة أو أكثر في وقت لاحق من هذا القرن. بدمج هذه التحولات في نماذجهم، يقدّر المؤلفون أن المطر الشديد قد يعزز قدرة هذه المحيطات على امتصاص الكربون بحدود قد تصل إلى نحو ربع في بعض المناطق، مقارنةً بالظروف في عام 2023. كما يظهرون أن العديد من نماذج الكربون البحرية الحالية، التي تتجاهل إلى حد كبير التأثيرات الصريحة لحدوثات الهطول القصوى، قد تكون مبالغًا في تقدير تدفّق ثاني أكسيد الكربون بين البحر والجو بحوالي 20 في المئة في هذه المناطق.

ماذا يعني هذا لفهمنا للمناخ

بالنسبة لغير المتخصصين، الخلاصة واضحة: العواصف المطرية الاستثنائية فوق المحيط ليست مجرد طقس درامي؛ بل تساعد بشكل طفيف ولكن مهم المحيط على استخراج المزيد من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، على الأقل في أجزاء من محيطات الجنوب. عبر تحلية واستقرار السطح، يمكن للزخات المطيرة الشديدة قلب هذه البحار من مصادر للكربون إلى مصارف له. هذا لا يحل مشكلة الاحترار العالمي — فانبعاثات البشر لا تزال تفوق ما يمكن للعواصف أن تعالجه — لكنه يعني أن التنبؤ بالمناخ المستقبلي بدقة يتطلب أن يدرج العلماء هذه الدفقات القوية للمطر عند حساب ميزانية الكربون في المحيط.

الاستشهاد: Li, Z., Liu, H., Dong, X. et al. Decreases in South Pacific and South Atlantic sea-air CO₂ fluxes caused by extreme precipitation. Nat Commun 17, 3011 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69847-6

الكلمات المفتاحية: هطول مطر شديد, مخزن الكربون في المحيط, جنوب المحيط الهادئ, جنوب المحيط الأطلسي, تدفق CO2 بين البحر والجو