متوسّط شتاء مؤشر تذبذب شمال الأطلسي: الضوضاء البيضاء وإمكانية التنبؤ

لماذا يهم هذا الطقس الشتوي

يعرِف الناس الذين يعيشون حول شمال المحيط الأطلسي أن بعض المواسم الشتوية تكون عاصفة وممطرة بينما تكون مواسم أخرى هادئة وباردة، ونمط يُدعى تذبذب شمال الأطلسي (NAO) يساعد في تفسير هذه التقلبات. ونظراً لأن NAO يؤثر في درجات الحرارة والهطول والعواصف في أوروبا، فقد راجت لدى العلماء آمال منذ وقت طويل في إمكانية التنبؤ به قبل سنوات. تسأل هذه الدراسة سؤالاً يبدو بسيطاً لكنه خادع: هل يحتوي NAO على أي إيقاع خفي قد يجعله قابلاً للتنبؤ على مقياس عدة عقود، أم أنه يتصرف بشكل أقرب إلى الضوضاء العشوائية من شتاء إلى التالي؟

مفتاح مناخي عبر الأطلسي

يصف NAO كيف تختلف الضغوط الجوية بين منطقة آيسلندا تقريباً وجزر الأزور. عندما يكون هذا التباين الضغطي قوياً (NAO موجب)، تنتقل مسارات العواصف شمالاً، مما يجلب شتاءً معتدلاً وممطراً لشمال أوروبا وظروفاً أكثر جفافاً في الجنوب. وعندما يكون ضعيفاً (NAO سالب)، ينقلب النمط: غالباً ما تصيب مناطق الشمال موجات أبرد وأشد جفافاً بينما يصبح الجنوب أكثر رطوبة. ونظراً لأن هذا المؤشر الواحد يلتقط جزءاً كبيراً من مناخ شتاء شمال الأطلسي، فإن فهم ما إذا كان يمتلك دورات داخلية يمكن أن يقدّم دلائل قوية حول فصول الشتاء الأوروبية المستقبلية.

البحث عن إيقاعات خفية

أشارت دراسات سابقة إلى أن NAO قد يتأرجح بفترات مفضلة تقارب 2–10 سنوات، وبخاصة حول 7–8 سنوات. إذا كانت هذه القمم حقيقية ومستدامة، فإن مثل هذه الذبذبات في تباين NAO ستعمل كنبض، ما يمنح المتنبئين شيئاً يمكن الاعتماد عليه لتوقعات المدى البعيد. أعاد المؤلفون النظر في هذه الفكرة باستخدام أكثر من 150 عاماً من الملاحظات ومجموعة كبيرة من محاكيات المناخ الحديثة. قارَنوا سجل NAO الفعلي بآلاف السلاسل الزمنية العشوائية الخالصة («الضوضاء البيضاء»)، مستخدمين أدوات تنظر إلى كيفية توزيع التباين عبر المقاييس الزمنية (الطيف والمويجات) وإلى كيفية ارتباط كل شتاء بالذي يليه (اختبارات الانحدار الذاتي وغيرها من اختبارات السلاسل الزمنية).

عندما يبدو المناخ كتشويش

للوهلة الأولى، يكون من الصعب تمييز NAO المرصود عن سلسلة ضوضاء بيضاء، حتى بعد تنعيم البيانات لتسليط الضوء على تقلبات على مدى عقود. وجد الباحثون أن الارتفاع الذي يُذكر كثيراً عند نحو 8 سنوات في طيف طاقة NAO يظهر في الفترة التي تلت 1950 — لكنه لم يظهر في عقود أسبق، ولا بشكل متسق في النماذج. وعند النظر إلى كامل مدى المقاييس الزمنية، لم يكن عدد الترددات التي تبدو «مميزة» في الملاحظات أكبر مما يمكن توقعه عن طريق الصدفة البحتة في الضوضاء البيضاء. وأظهرت تحليلات المويجات، التي تتابع كيف يتغير الطاقة عند فترات مختلفة عبر الزمن، كذلك أن الميزة عند 8 سنوات بعد 1950 قد تكون اندفاعاً عشوائياً عابراً أكثر من كونها دورة مستقرة.

ما تقوله نماذج المناخ

ثم لجأ الفريق إلى مجموعة واسعة من نماذج المناخ في CMIP6: 215 محاكاة من 45 نموذجاً مختلفاً تغطي الفترة التاريخية. إذا كان هناك بنية عقدية حقيقية في NAO وكانت النماذج تلتقطها، فكان ينبغي أن تُظهر بعض النماذج أو متوسط التجمع قمماً واضحة عند المقاييس الزمنية متعددة السنوات. بدلاً من ذلك، كانت أطياف النماذج مسطحة إلى حد كبير—تماماً مثل الضوضاء البيضاء—ولم تُظهر سوى نحو 5 بالمئة من محاولات النماذج ميزات إحصائية غير عادية، وهو بالضبط ما تقترحه الصدفة العشوائية. كما أن اختبارات اعتماد قيمة NAO في شتاء ما على مواسم سابقة لم تكشف عن ذاكرة قوية لا في الملاحظات ولا في النماذج. كانت العشوائية الداخلية من سنة إلى أخرى داخل كل نموذج أكبر بكثير من أي اختلاف منهجي بين النماذج، مما يوحي أن فيزياء النماذج تضيف القليل من البنية القابلة للتنبؤ إلى NAO على هذه المقاييس الزمنية.

حدود التنبؤات طويلة الأجل لـ NAO

بجمع كل خطوط الأدلة، يستنتج المؤلفون أن متوسط NAO الشتوي هو، إلى قدر كبير من الدقة، ضوضاء غاوسية بيضاء على المقاييس البينسنوية والعقدية. وبعبارة بسيطة، هذا يعني أن معرفة NAO خلال المواسم الشتوية القليلة الماضية تكاد لا تقدم أي مساعدة في التنبؤ بقيمته بعد عدة سنوات؛ فأفضل توقع إحصائي يكاد يكون المتوسط طويل الأمد. وعلى الرغم من أنه قد توجد علاقات فيزيائية دقيقة مع أجزاء أبطأ من نظام المناخ أو صدمات خارجية عشوائية مثل ثورات بركانية، فإن أثرها ضئيل داخل NAO المتوسط شتائياً بحد ذاته. حتى الآن، توحي هذه الدراسة أن الآمال في توقعات NAO ماهرة على مدى عقد—والتصورات التفصيلية لفصل الشتاء الأوروبي التي كانت ستتصاحب معها—من المرجح أن تظل بعيدة المنال.

الاستشهاد: Christiansen, B., Yang, S. The winter mean NAO: white noise and predictability. npj Clim Atmos Sci 9, 53 (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01326-7

الكلمات المفتاحية: تذبذب شمال الأطلسي, تقلبات المناخ, قابلية التنبؤ على المستوى العقدي, الضوضاء البيضاء, مناخ شتاء أوروبا