تحسين التنبؤ الموسمي بمتوسط درجة حرارة سطح الأرض العالمي عبر دمج توقعات ENSO الديناميكية الواقعية

لماذا تكتسب التنبؤات الموسمية الأفضلية أهمية

يحتاج المزارعون ومخططو الطاقة ومديرو الكوارث بشكل متزايد إلى معرفة مدى دفء الكوكب على الأرجح في المواسم القادمة. تستكشف هذه الدراسة سبب فشل التنبؤات قصيرة المدى الحالية لمتوسط درجة حرارة سطح الأرض في بعض الأحيان، وتُظهر كيف يمكن لتتبع أنماط المناخ المدارية المعروفة أن يجعل تلك التنبؤات أبكر وأكثر موثوقية.

مقياس حرارة عالمي له تبعات في العالم الحقيقي

متوسط درجة حرارة سطح الأرض، أو دفء الكوكب المتوسط بالقرب من السطح، هو رقم بسيط يخفي في طياته فيزياء معقدة. ومع ذلك له تبعات مباشرة على توقيت الحصاد والطلب على الوقود والإجهاد الحراري والمخاطر المرتبطة بالطقس. يمكن لتوقعات هذه الحرارة العالمية الموسمية أن تساعد المجتمعات على الاستعداد قبل بضعة أشهر. لكن نماذج المناخ الحالية وحتى أنظمة التعلم الآلي الحديثة تكافح للتنبؤ بالتقلبات من سنة إلى أخرى، لا سيما في أشهر الخريف والشتاء الشمالية الحاسمة عندما تقع العديد من الظواهر المناخية القصوى.

لغز أخطاء التنبؤ في الخريف

دَرَسَ المؤلفون سبب فقدان نظام التنبؤ السابق لديهم، المطوَّر في معهد فيزياء الغلاف الجوي في بكين، للدقة عند بدء التنبؤات في الخريف. بمقارنة التنبؤات بالملاحظات من 1980 إلى 2024، وجدوا أن الأخطاء كانت مرتبطة ارتباطاً وثيقاً بما كان يحدث عبر المحيطات المدارية. خلال أحداث إل نينيو، عندما يدفأ المحيط الهادئ الأوسط والشرقي، كان نموذجهم يميل إلى التقليل من درجة الحرارة العالمية. خلال لا نينيا، مع تبريد مياه المحيط الهادئ، كان غالباً ما يبالغ في التقدير. لم يقتصر نمط الأخطاء على المحيط الهادئ، بل امتد عبر المحيطين الهندي والأطلسي أيضاً، كاشفاً عن سلسلة من التفاعلات الشاملة للمناطق المدارية التي لم يكن النموذج الأصلي يلتقطها بالكامل.

المحيطات المدارية تعمل معاً

يبين العمل من الناحية الفيزيائية كيف تُضعف مرحلة إل نينيو الدافئة وتُحوّل دورة جوية رئيسية فوق المحيط الهادئ. هذا التحوّل يغير الرياح والتيارات في المحيط الهندي، ويُهيئ رقعة دافئة في مناطقه الغربية والوسطى، كما يغير الرياح فوق شمال الأطلسي المدارية، مما يؤدي إلى دفء هناك أيضاً. تعمل أحواض المحيطات المترابطة هذه معاً للتأثير في درجة حرارة سطح الكوكب الإجمالية في المواسم التالية. عندما تكون استجابات هذه الأحواض أوسع مما يتوقعه النموذج، يخرج التوقع العالمي أبرد من الواقع، وعندما تكون أضعف، يخرج أحرّ. والعكس يحدث خلال لا نينيا، عندما يكون التبريد عبر الأحواض شائعاً. يساعد إدراك هذه السلسلة في تفسير سبب تجمع الأخطاء في السنوات ذات حالات إل نينيو أو لا نينيا القوية.

دمج البصيرة الفيزيائية مع الإحصاء

لتحويل هذا الفهم إلى أداة عملية، صمم المؤلفون إطار تنبؤ هجين. احتفظوا بنظامهم الإحصائي القائم الذي كان يفصل بالفعل بين تقلبات المناخ الأبطأ والأسرع، لكنهم أضافوا معلومات من نموذج منفصل يتنبأ بقوة إل نينيو ولا نينيا قبل عدة أشهر. باستخدام بيانات الماضي، تعلّموا كيف تتغير أخطاء التنبؤ مع الإشارة المتوقعة للمحيط الهادئ ثم استخدموا تلك العلاقة لتصحيح التنبؤات الجديدة في الوقت الحقيقي. كما اختبروا إدراج مؤشرات إضافية من المحيطين الهندي والأطلسي. وعلى الرغم من أن هذه المؤشرات ساعدت في إزالة بعض الانحياز المتوسط، إلا أنها لم تحسّن مهارة السنة تلو الأخرى بقدر تركيزهم على المحيط الهادئ وحده، من المحتمل لأن سلوكها مرتبط بقوة بالفعل بإل نينيو ولا نينيا.

ما الذي يقدمه النظام الجديد

بهذا النهج المركب، خفّضت التوقعات المحسّنة الأخطاء المتوسطة بنحو ثلثيْن إلى ثلاثة أخماس للتنبؤات التي تبدأ في سبتمبر وأكتوبر، وأعادت العديد من سنوات إل نينيو ولا نينيا الكبيرة إلى نطاق عدم اليقين بالملاحظات. في نحو ثلثي السنوات التي دُرِست، كانت التنبؤات المُصحَّحة أقرب إلى الواقع، مع مكاسب كبيرة بشكل خاص خلال فترات إل نينيو. والأهم من ذلك، تمددت أفق التنبؤ الموثوق به بدرجة الحرارة العالمية من شهرين إلى أربعة أشهر. للمستفيدين من معلومات المناخ، يعني هذا تحذيراً أبكر من مواسم شديدة الدفء أو البرودة على مستوى الكوكب، محققاً ذلك بطريقة أبسط وأقل استهلاكاً للحوسبة من العديد من نماذج المناخ الكاملة النطاق.

الاستشهاد: Li, KX., Zheng, F. Improving seasonal prediction of global mean surface temperature by incorporating dynamic ENSO realistic forecasts. npj Clim Atmos Sci 9, 114 (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01386-9

الكلمات المفتاحية: التنبؤ المناخي الموسمي, متوسط درجة حرارة سطح الأرض العالمي, ENSO, إل نينيو, المحيطات المدارية الشاملة