تحولات دوران الغلاف الجوي المدفوعة بالاحترار الناجم عن الأنشطة البشرية وزيادة الزخم الزاوي: التأثير على دوران الأرض

لماذا يتغير طول اليوم بهدوء

تميل أفكارنا إلى اعتبار اليوم مقداراً ثابتاً من 24 ساعة، تحدده سرعة دوران كوكبنا الثابتة. لكن دوران الأرض يتغير بشكل طفيف طوال الوقت، وتُظهر هذه الدراسة الجديدة أن التغير المناخي الناجم عن الأنشطة البشرية أصبح الآن جزءاً من هذه القصة. من خلال إعادة تشكيل أنماط الرياح العالمية وتوزيع الهواء حول الكرة الأرضية، يؤدي الاحترار إلى إبطاء دوران الأرض بشكل طفيف وإطالة طول اليوم بمقادير قابلة للقياس.

كيف يتقاسم الهواء والكوكب دوراناً كونيًا

تتصرف الأرض وغلافها الجوي كنظام مترابط من الأجزاء الدوّارة. للكوكب الصلب معظم الكتلة، لكن الهواء المتحرك فوقه يحمل أيضاً «قوة دوران» تُعرف بالزخم الزاوي. عندما يسرع الغلاف الجوي، يجب أن يبطئ الجزء الصلب من الأرض ليحافظ النظام على إجمالي دورانه—مشابه لتأنٍّ راقصة التزلج على الجليد عندما تبسط ذراعيها فتتباطأ دوراتها. يركز المؤلفون على كيفية تغيير التغير المناخي طويل الأمد لهذا التبادل الدقيق، وما يعنيه ذلك لطول اليوم بدقة.

رياح عالية الارتفاع أقوى وحزام مناخي يتحرك

باستخدام مجموعات كبيرة من المحاكاة من ثلاثة نماذج مناخية حديثة، تعمل تحت سيناريو انبعاثات عالية حتى عام 2100، يتتبع البحث كيف يعيد الاحترار تشكيل التيارات الهوائية العالمية. مع احتدام الاحترار، يتوسع الدوران الاستوائي المعروف بخلية هادلي نحو القطبين، وتقوى التيارات النفاثة عالية الارتفاع في شبه المدارين. في الوقت نفسه، تضعف رياح التجارة السطحية المعتادة في المناطق الاستوائية. تحوّل هذه التغيرات مزيداً من حركة الغلاف الجوي إلى رياح غربية عالية السرعة في الارتفاع تلف حول الكوكب. ولأن هذه الرياح تتحرك في نفس اتجاه دوران الأرض، فإنها تزيد من حصة الغلاف الجوي من الزخم الزاوي.

أحزمة هوائية أثقل ونظم ضغط مرتفعة

يفحص الفريق أيضاً كيف تتحرك كتلة الهواء—أو وزنه المنعكس في الضغط السطحي—حول الكرة الأرضية. يُعزّز الاحترار أنظمة عالية الضغط كبيرة، خصوصاً في شبه المدارين حول 30 درجة شمالاً وجنوباً. يضع هذا المزيد من كتلة الغلاف الجوي أبعد عن محور دوران الأرض، مضيفاً دفعة إضافية أصغر إلى زخم الغلاف الجوي الزاوي. وعلى الرغم من أن هذا التأثير المتعلق بالكتلة أضعف من التعزيز الناجم عن الرياح الأسرع، فإن كلا التأثيرين يعملان في نفس الاتجاه: فهما يساعدان الهواء على الدوران أكثر بينما يتباطأ الجزء الصلب من الأرض.

تقلص التماسك بين الهواء والأرض

عادةً، تساعد الجبال والاحتكاك السطحي الكوكب والغلاف الجوي على تبادل الزخم. فروق الضغط عبر نطاقات كبيرة مثل الهيمالايا أو الأنديز تمارس قوة على الجزء الصلب من الأرض، وتفرك رياح السطح الأرض فتتشاركان الدوران. تكشف المحاكاة أنه تحت الاستمرار في الاحترار، تضعف هذه التبادلات. تصبح قوى الضغط عبر الجبال أكثر محاذاة بطريقة تقاوم دوران الأرض، وتفقد رياح السطح الاستوائية التي كانت تنقل الدوران إلى الكوكب قوتها. ونتيجة لذلك، يحتفظ الغلاف الجوي بمزيد من زخمه الزاوي بدلاً من إعادته إلى الأرض.

كم سيطول طول اليوم

بوضع هذه الأجزاء معاً، يترجم المؤلفون تغير دوران الغلاف الجوي إلى تغيرات في طول اليوم. عبر مجموعات النماذج الثلاثة، وجدوا أنه مقابل كل درجة مئوية من الاحترار العالمي، يطول اليوم بحوالي عُشر جزء من البايلوسيكوند (0.1 ملليثانية). بحلول أواخر القرن الحادي والعشرين، قد تضيف تأثيرات هذه التغيرات الجوية نحو 10–18% إلى التباطؤ طويل الأمد في دوران الأرض الذي يُنسب عادة إلى جذب القمر المدّي. في الحياة اليومية، سيبقى هذا الجزء الإضافي من الملليثانية غير محسوس. لكن بالنسبة للمحافظة على الوقت بدقة وللعلماء الذين يدرسون باطن الأرض العميق، فإن ذلك يدل على أن التغير المناخي الناجم عن الأنشطة البشرية وصل الآن إلى توقيت دوران الكوكب.

الاستشهاد: Satpathy, S.S., Franzke, C.L.E., Yuan, N. et al. Anthropogenic warming-driven atmospheric circulation shifts and angular momentum increase: influence on the Earth’s rotation. npj Clim Atmos Sci 9, 101 (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01382-z

الكلمات المفتاحية: دوران الأرض, دوران الغلاف الجوي, تغير المناخ, طول اليوم, الزخم الزاوي