الأدوار النسبية للمحيطات المدارية المختلفة في إضعاف الاهتزاز النصفي الاستوائي شبه الثنائي في الستراتوسفير

رياح تتغير عالياً فوق رؤوسنا

قد تبدو الرياح في الطبقة الجوية فوق مسارات الطائرات بعيدة عن حياتنا اليومية، لكنها تشكّل بهدوء الطقس والمناخ حول العالم. تنظر هذه الدراسة إلى نمط رياح أساسي هناك، وهو الاهتزاز شبه الثنائي (QBO)، وتطرح سؤالاً يبدو بسيطاً لكنه مخادع: مع اختلاف معدلات الاحترار بين محيطات المناطق المدارية، كيف يتغير هذا الإيقاع الريحي على ارتفاعات عالية—وماذا قد يعني ذلك لتوقعات المناخ المستقبلية؟

ريح لطيفة ذات امتداد عالمي

الـ QBO هو تبدّل منتظم للرياح يدور حول الأرض فوق خط الاستواء، على ارتفاع نحو 15–30 كيلومتراً. كل بضع سنوات تتحول هذه الرياح من هبوب شرقي إلى غربي ثم تعود، وتنزلق ببطء نحو الأسفل أثناء ذلك. وعلى الرغم من أن هذا يحدث عالياً فوق رؤوسنا، فإنه يؤثر في كيفية تحرّك الأوزون وبخار الماء وغازات أخرى في الغلاف الجوي، كما يؤثر في عواصف الشتاء، التيار النفاث، وحتى مهارة التنبؤ الموسمي. أظهرت الملاحظات أنه خلال العقود الأخيرة ضعُف هذا الاهتزاز في مناطقه السفلى وتغير شكله أعلى، مما أثار مخاوف حول كيفية تأثير الاحترار العالمي على هذا «الساعة» المهمة في السماء.

استقصاء دور المحيطات المدارية

عندما يدفأ الكوكب، يحدث أمران كبيران معاً: يرتفع ثاني أكسيد الكربون في الهواء، وتسخن بحار المناطق المدارية. أشارت أعمال سابقة إلى أن تسخين البحار المدارية يلعب دوراً رئيسياً في إضعاف الـ QBO، لكن معظم الدراسات اعتبرت المداريات كما لو أن جميع المحيطات تسخن بالطريقة نفسها. في الواقع، المحيط الهادئ والأطلسي والهندي تسخن بسرعات وأنماط مختلفة. باستخدام نموذج مناخي مرتفع القمة قادر على إعادة إنتاج الـ QBO الملاحظ بشكل واقعي، أجرى المؤلفون مجموعة تجارب: واحدة حيث سخنت جميع المحيطات المدارية معاً، وثلاث تجارب حيث سخّنوا حوضاً واحداً فقط في كل مرة—الهادئ أو الأطلسي أو الهندي—بينما أبقوا الآخرين في ظروف منتصف القرن العشرين. سمحت هذه التصميمات بفصل ما يساهم به كل محيط.

بحار مختلفة، بصمات مختلفة

يكشف النموذج أن ليس كل المحيطات تجذب الـ QBO في نفس الاتجاه. يولّد الاحترار في المحيط الهادئ الاستوائي التغيير الأكثر دراماتيكية: تصبح نطاقات الرياح المتبادلة أضعف بكثير ولا تصل إلى أسفل بمقدار سابق، وتطول الفترة بين الدورات الكاملة بما يقرب من عام. بعبارة أخرى، يصبح الـ QBO بطيئاً وضحلاً. يضعف الاحترار في المحيط الهندي الـ QBO قليلاً لكنه يسمح للنطاقات الهوائية بالنزول أسرع، مما يقصر الدورة. يتميز الأطلسي بأن تسخينه يقوّي رياح الـ QBO بشكل طفيف ويُسرّع الاهتزاز. عندما تسخن المحيطات الثلاث معاً، ينتهي الـ QBO برياح أضعف وهبوط أسرع إلى حد ما—ما يتّسق مع التأثير المشترك للأحواض الفردية—لكن الأثر الكلّي أصغر لأن فروق درجات الحرارة بين الأحواض تقلّ.

كيف يسحب التسخين الاستوائي الرياح العليا

لماذا تتصرف الأحواض بشكل مختلف إلى هذا الحد؟ الجواب يكمن في الأمواج والهواء الصاعد الذي يربط سطح المحيط بالستراتوسفير. تولّد العواصف الرعدية الاستوائية مجموعة من الأمواج الجوية التي تحمل الزخم صعوداً وتساعد في دفع رياح الـ QBO المتبادلة. في الوقت نفسه، يعمل صعود بطيء للهواء من الأسفل على مقاومة الانزلاق النزولي لنطاقات الرياح. يحوّل الاحترار في المحيط الهادئ في النموذج هطول الأمطار بكثافة بعيداً عن خط الاستواء ويقوّي دوراناً عَرَضِيّاً شرقيّاً–غربيّاً عبر الهادئ. يجعل هذا من الصعب على الأمواج الرئيسية أن تصل إلى الستراتوسفير ويدفع ارتفاع المكان الذي تنهار فيه إلى مستويات أعلى، مما يحرِم المستويات السفلية من الزخم اللازم للحفاظ على مراحل QBO قوية وعميقة. على النقيض من ذلك، يسمح الأطلسي، مع هطولات قريبة من خط الاستواء ونمط دوران ضعيف، بمزيد من طاقة الأمواج للوصول إلى الستراتوسفير والتغلغل فيه، معزّزاً الاهتزاز ويساعد على هبوطه بكفاءة أكبر. يقع المحيط الهندي وحالة التسخين المجمعة في موقع متوسط، مع قوة موجية أضعف لكن أيضاً تغيّرات في الصعود تسمح للنطاقات الهوائية بالانزلاق نزولاً بسرعة أكبر على الرغم من ضعفها.

لماذا تهم هذه الرياح الخفية

بإظهار أن لكل حوض محيطي مداري بصمته الخاصة على الـ QBO، تشرح هذه الدراسة لماذا يتفق العديد من نماذج المناخ على أن الـ QBO سيضعف مع احترار الكوكب، لكنهم يختلفون في كيفية تغير فترته. تقلل معظم أنماط الاحترار الدفع الموجي الإجمالي الذي يمد الاهتزاز، لكن التوازن الدقيق بين ذلك الدفع وارتفاع الهواء المعاكس يعتمد على أين وكيف تسخن المحيطات. للمختصين من غير الخبراء، الخلاصة هي أن نمط تسخين سطح البحر التفصيلي—ليس المتوسط العالمي وحده—يمكن أن يعيد تشكيل نظام رياح علوي رئيسي يؤثر على التنبؤات الموسمية والأحداث المتطرفة. لذلك ينبغي أن يساعد تتبّع وتحسين نمذجة الاحتراء الحوضي للمحيطات في تحسين توقعات الـ QBO ومن ثم نماذج المناخ التي يتولى توجيهها.

الاستشهاد: Wang, Y., Rao, J., Garfinkel, C.I. et al. Relative roles of different tropical oceans on the weakening of the stratospheric equatorial quasi-biennial oscillation. npj Clim Atmos Sci 9, 83 (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01359-y

الكلمات المفتاحية: الاهتزاز شبه الثنائي, احتباس حراري للمحيطات المدارية, رياح الستراتوسفير, الأمواج الاستوائية, توقعات المناخ