પ્રોફેસર ટિફની શો, પ્રોફેસર, ભૂ-વિજ્ઞાન વિભાગ, શિકાગો યુનિવર્સિટી
દક્ષિણ ગોળાર્ધ ખૂબ જ તોફાની સ્થળ છે. વિવિધ અક્ષાંશો પરના પવનોને "ચાળીસ ડિગ્રી ગર્જના", "ગુસ્સે ભરાયેલા પચાસ ડિગ્રી" અને "સાઠ ડિગ્રી ચીસો પાડતા" તરીકે વર્ણવવામાં આવ્યા છે. મોજાઓ ૭૮ ફૂટ (૨૪ મીટર) સુધી ઉંચા પહોંચે છે.
જેમ આપણે બધા જાણીએ છીએ, ઉત્તર ગોળાર્ધમાં કંઈ પણ દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં આવતા તીવ્ર તોફાનો, પવન અને મોજાઓની બરાબરી કરી શકતું નથી. શા માટે?
પ્રોસીડિંગ્સ ઓફ ધ નેશનલ એકેડેમી ઓફ સાયન્સમાં પ્રકાશિત થયેલા એક નવા અભ્યાસમાં, મારા સાથીદારો અને મેં શોધી કાઢ્યું છે કે શા માટે ઉત્તર ગોળાર્ધ કરતાં દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં તોફાનો વધુ સામાન્ય છે.
અવલોકનો, સિદ્ધાંત અને આબોહવા મોડેલોમાંથી મળેલા અનેક પુરાવાઓને જોડીને, અમારા પરિણામો વૈશ્વિક સમુદ્રી "કન્વેયર બેલ્ટ" અને ઉત્તરી ગોળાર્ધમાં મોટા પર્વતોની મૂળભૂત ભૂમિકા તરફ નિર્દેશ કરે છે.
અમે એ પણ બતાવીએ છીએ કે, સમય જતાં, દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં તોફાનો વધુ તીવ્ર બન્યા, જ્યારે ઉત્તર ગોળાર્ધમાં તોફાનો વધુ તીવ્ર બન્યા નહીં. આ ગ્લોબલ વોર્મિંગના આબોહવા મોડેલ મોડેલિંગ સાથે સુસંગત છે.
આ ફેરફારો મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે આપણે જાણીએ છીએ કે મજબૂત વાવાઝોડા ભારે પવન, તાપમાન અને વરસાદ જેવી વધુ ગંભીર અસરો તરફ દોરી શકે છે.
લાંબા સમય સુધી, પૃથ્વી પર હવામાનના મોટાભાગના અવલોકનો જમીન પરથી કરવામાં આવતા હતા. આનાથી વૈજ્ઞાનિકોને ઉત્તર ગોળાર્ધમાં તોફાનનું સ્પષ્ટ ચિત્ર મળ્યું. જોકે, દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં, જે લગભગ 20 ટકા જમીનને આવરી લે છે, 1970 ના દાયકાના અંતમાં ઉપગ્રહ અવલોકનો ઉપલબ્ધ થયા ત્યાં સુધી અમને તોફાનનું સ્પષ્ટ ચિત્ર મળ્યું ન હતું.
ઉપગ્રહ યુગની શરૂઆતથી દાયકાઓ સુધીના અવલોકનોથી, આપણે જાણીએ છીએ કે દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં તોફાનો ઉત્તર ગોળાર્ધમાં તોફાનો કરતા લગભગ 24 ટકા વધુ મજબૂત હોય છે.
આ નીચેના નકશામાં બતાવવામાં આવ્યું છે, જે 1980 થી 2018 સુધી દક્ષિણ ગોળાર્ધ (ટોચ), ઉત્તરી ગોળાર્ધ (મધ્ય) માટે અવલોકન કરાયેલ સરેરાશ વાર્ષિક તોફાનની તીવ્રતા અને તેમની વચ્ચે (નીચે) તફાવત દર્શાવે છે. (નોંધ કરો કે દક્ષિણ ધ્રુવ પહેલા અને છેલ્લા નકશા વચ્ચેની સરખામણીમાં ટોચ પર છે.)
આ નકશો દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં દક્ષિણ મહાસાગરમાં તોફાનોની સતત ઊંચી તીવ્રતા અને ઉત્તરી ગોળાર્ધમાં પેસિફિક અને એટલાન્ટિક મહાસાગરોમાં (નારંગી રંગમાં છાંયો) તેમની સાંદ્રતા દર્શાવે છે. તફાવત નકશો દર્શાવે છે કે મોટાભાગના અક્ષાંશો પર ઉત્તરી ગોળાર્ધ (નારંગી રંગમાં છાંયો) કરતાં દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં તોફાનો વધુ મજબૂત હોય છે.
ઘણા જુદા જુદા સિદ્ધાંતો હોવા છતાં, બે ગોળાર્ધ વચ્ચેના તોફાનોમાં તફાવત માટે કોઈ ચોક્કસ સમજૂતી આપતું નથી.
કારણો શોધવા એ એક મુશ્કેલ કાર્ય લાગે છે. વાતાવરણ જેવી હજારો કિલોમીટર સુધી ફેલાયેલી આટલી જટિલ વ્યવસ્થાને કેવી રીતે સમજવી? આપણે પૃથ્વીને બરણીમાં બંધ કરીને તેનો અભ્યાસ કરી શકતા નથી. જોકે, આબોહવાના ભૌતિકશાસ્ત્રનો અભ્યાસ કરતા વૈજ્ઞાનિકો આ જ કરી રહ્યા છે. આપણે ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમો લાગુ કરીએ છીએ અને પૃથ્વીના વાતાવરણ અને આબોહવાને સમજવા માટે તેનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.
આ અભિગમનું સૌથી પ્રખ્યાત ઉદાહરણ ડૉ. શુરો માનાબેનું અગ્રણી કાર્ય છે, જેમને "ગ્લોબલ વોર્મિંગની વિશ્વસનીય આગાહી માટે" 2021 માં ભૌતિકશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર મળ્યો હતો. તેની આગાહીઓ પૃથ્વીના આબોહવાના ભૌતિક મોડેલો પર આધારિત છે, જેમાં સરળ એક-પરિમાણીય તાપમાન મોડેલોથી લઈને પૂર્ણ-ત્રણ-પરિમાણીય મોડેલો સુધીનો સમાવેશ થાય છે. તે વિવિધ ભૌતિક જટિલતાના મોડેલો દ્વારા વાતાવરણમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડના વધતા સ્તર પ્રત્યે આબોહવાની પ્રતિક્રિયાનો અભ્યાસ કરે છે અને અંતર્ગત ભૌતિક ઘટનાઓમાંથી ઉભરતા સંકેતોનું નિરીક્ષણ કરે છે.
દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં વધુ વાવાઝોડાઓને સમજવા માટે, અમે ભૌતિકશાસ્ત્ર-આધારિત આબોહવા મોડેલોમાંથી ડેટા સહિત અનેક પુરાવા એકત્રિત કર્યા છે. પ્રથમ પગલામાં, અમે પૃથ્વી પર ઊર્જા કેવી રીતે વિતરિત થાય છે તેના સંદર્ભમાં અવલોકનોનો અભ્યાસ કરીએ છીએ.
પૃથ્વી ગોળાકાર હોવાથી, તેની સપાટી સૂર્યથી અસમાન રીતે સૌર કિરણોત્સર્ગ મેળવે છે. મોટાભાગની ઊર્જા વિષુવવૃત્ત પર પ્રાપ્ત થાય છે અને શોષાય છે, જ્યાં સૂર્યના કિરણો સપાટી પર સીધા વધુ અથડાય છે. તેનાથી વિપરીત, જે ધ્રુવો પર પ્રકાશ સીધા ખૂણા પર અથડાય છે તે ઓછી ઊર્જા મેળવે છે.
દાયકાઓના સંશોધનોએ દર્શાવ્યું છે કે તોફાનની તાકાત ઊર્જાના આ તફાવતમાંથી આવે છે. મૂળભૂત રીતે, તેઓ આ તફાવતમાં સંગ્રહિત "સ્થિર" ઊર્જાને ગતિની "ગતિ" ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે. આ સંક્રમણ "બેરોક્લિનિક અસ્થિરતા" તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
આ દૃષ્ટિકોણ સૂચવે છે કે દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં વાવાઝોડાની સંખ્યા વધુ હોવાનું સૂર્યપ્રકાશ સમજાવી શકતું નથી, કારણ કે બંને ગોળાર્ધમાં સમાન પ્રમાણમાં સૂર્યપ્રકાશ મળે છે. તેના બદલે, અમારા અવલોકન વિશ્લેષણ સૂચવે છે કે દક્ષિણ અને ઉત્તર વચ્ચે વાવાઝોડાની તીવ્રતામાં તફાવત બે અલગ અલગ પરિબળોને કારણે હોઈ શકે છે.
પ્રથમ, સમુદ્રી ઊર્જાનું પરિવહન, જેને ઘણીવાર "કન્વેયર બેલ્ટ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. પાણી ઉત્તર ધ્રુવની નજીક ડૂબી જાય છે, સમુદ્રના તળિયા સાથે વહે છે, એન્ટાર્કટિકાની આસપાસ વધે છે, અને વિષુવવૃત્ત સાથે ઉત્તર તરફ વહે છે, તેની સાથે ઊર્જા વહન કરે છે. અંતિમ પરિણામ એન્ટાર્કટિકાથી ઉત્તર ધ્રુવ પર ઊર્જાનું ટ્રાન્સફર છે. આ ઉત્તરી ગોળાર્ધ કરતાં દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં વિષુવવૃત્ત અને ધ્રુવો વચ્ચે વધુ ઊર્જા વિરોધાભાસ બનાવે છે, જેના પરિણામે દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં વધુ ગંભીર તોફાનો આવે છે.
બીજું પરિબળ ઉત્તર ગોળાર્ધમાં આવેલા મોટા પર્વતો છે, જે, જેમ કે માનાબેના અગાઉના કાર્યમાં સૂચવવામાં આવ્યું હતું, તોફાનોને ભીના કરે છે. મોટી પર્વતમાળાઓ પર હવાના પ્રવાહો સ્થિર ઊંચાઈ અને નીચાણ બનાવે છે જે તોફાનો માટે ઉપલબ્ધ ઊર્જાનું પ્રમાણ ઘટાડે છે.
જોકે, ફક્ત અવલોકન કરાયેલા ડેટાનું વિશ્લેષણ આ કારણોની પુષ્ટિ કરી શકતું નથી, કારણ કે ઘણા બધા પરિબળો એકસાથે કાર્ય કરે છે અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ઉપરાંત, આપણે તેમના મહત્વને ચકાસવા માટે વ્યક્તિગત કારણોને બાકાત રાખી શકતા નથી.
આ કરવા માટે, આપણે વિવિધ પરિબળોને દૂર કરવામાં આવે ત્યારે તોફાનો કેવી રીતે બદલાય છે તેનો અભ્યાસ કરવા માટે આબોહવા મોડેલોનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર છે.
જ્યારે અમે સિમ્યુલેશનમાં પૃથ્વીના પર્વતોને સરળ બનાવ્યા, ત્યારે ગોળાર્ધ વચ્ચેના તોફાનની તીવ્રતામાં તફાવત અડધો થઈ ગયો. જ્યારે અમે સમુદ્રનો કન્વેયર બેલ્ટ દૂર કર્યો, ત્યારે તોફાનનો બીજો અડધો તફાવત દૂર થઈ ગયો. આમ, પ્રથમ વખત, અમે દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં તોફાનો માટે એક નક્કર સમજૂતી શોધી કાઢી.
તોફાનો ભારે પવન, તાપમાન અને વરસાદ જેવા ગંભીર સામાજિક પ્રભાવો સાથે સંકળાયેલા હોવાથી, આપણે જે મહત્વપૂર્ણ પ્રશ્નનો જવાબ આપવો જોઈએ તે એ છે કે ભવિષ્યના તોફાનો વધુ મજબૂત હશે કે નબળા.
કાર્બન બ્રીફના બધા મુખ્ય લેખો અને પેપર્સના ક્યુરેટેડ સારાંશ ઇમેઇલ દ્વારા મેળવો. અમારા ન્યૂઝલેટર વિશે અહીં વધુ જાણો.
કાર્બન બ્રીફના બધા મુખ્ય લેખો અને પેપર્સના ક્યુરેટેડ સારાંશ ઇમેઇલ દ્વારા મેળવો. અમારા ન્યૂઝલેટર વિશે અહીં વધુ જાણો.
આબોહવા પરિવર્તનની અસરોનો સામનો કરવા માટે સમાજોને તૈયાર કરવા માટે એક મુખ્ય સાધન એ આબોહવા મોડેલોના આધારે આગાહીઓની જોગવાઈ છે. એક નવો અભ્યાસ સૂચવે છે કે સદીના અંત સુધીમાં સરેરાશ દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં વાવાઝોડા વધુ તીવ્ર બનશે.
તેનાથી વિપરીત, ઉત્તરીય ગોળાર્ધમાં વાવાઝોડાની સરેરાશ વાર્ષિક તીવ્રતામાં ફેરફાર મધ્યમ રહેવાની આગાહી કરવામાં આવી છે. આ અંશતઃ ઉષ્ણકટિબંધીય વિસ્તારોમાં ગરમી વધવાની સ્પર્ધાત્મક મોસમી અસરોને કારણે છે, જે વાવાઝોડાઓને વધુ મજબૂત બનાવે છે, અને આર્કટિકમાં ઝડપી ગરમી વધવાની, જે તેમને નબળા બનાવે છે.
જોકે, અહીં અને હાલમાં વાતાવરણ બદલાઈ રહ્યું છે. જ્યારે આપણે છેલ્લા કેટલાક દાયકાઓમાં થયેલા ફેરફારો પર નજર કરીએ છીએ, ત્યારે આપણને જોવા મળે છે કે દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં વર્ષ દરમિયાન સરેરાશ વાવાઝોડા વધુ તીવ્ર બન્યા છે, જ્યારે ઉત્તર ગોળાર્ધમાં ફેરફારો નહિવત્ રહ્યા છે, જે તે જ સમયગાળા દરમિયાન આબોહવા મોડેલની આગાહીઓ સાથે સુસંગત છે.
જોકે મોડેલો સિગ્નલને ઓછો અંદાજ આપે છે, તેઓ સમાન ભૌતિક કારણોસર થતા ફેરફારો સૂચવે છે. એટલે કે, સમુદ્રમાં થતા ફેરફારો તોફાનોમાં વધારો કરે છે કારણ કે ગરમ પાણી વિષુવવૃત્ત તરફ આગળ વધે છે અને ઠંડુ પાણી એન્ટાર્કટિકાની આસપાસ સપાટી પર લાવવામાં આવે છે જેથી તેને બદલી શકાય, જેના પરિણામે વિષુવવૃત્ત અને ધ્રુવો વચ્ચે વધુ મજબૂત વિરોધાભાસ જોવા મળે છે.
ઉત્તરી ગોળાર્ધમાં, સમુદ્રી બરફ અને બરફના નુકશાનથી સમુદ્રી ફેરફારો સરભર થાય છે, જેના કારણે આર્કટિક વધુ સૂર્યપ્રકાશ શોષી લે છે અને વિષુવવૃત્ત અને ધ્રુવો વચ્ચેનો વિરોધાભાસ નબળો પડે છે.
સાચો જવાબ મેળવવામાં દાવ વધારે છે. ભવિષ્યના કાર્ય માટે એ નક્કી કરવું મહત્વપૂર્ણ રહેશે કે મોડેલો અવલોકન કરાયેલ સિગ્નલને કેમ ઓછો આંકે છે, પરંતુ સાચા ભૌતિક કારણોસર સાચો જવાબ મેળવવો પણ એટલો જ મહત્વપૂર્ણ રહેશે.
Xiao, T. et al. (2022) ભૂમિસ્વરૂપો અને સમુદ્રી પરિભ્રમણને કારણે દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં તોફાનો, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ ઓફ અમેરિકાની નેશનલ એકેડેમી ઓફ સાયન્સની કાર્યવાહી, doi: 10.1073/pnas.2123512119
કાર્બન બ્રીફના બધા મુખ્ય લેખો અને પેપર્સના ક્યુરેટેડ સારાંશ ઇમેઇલ દ્વારા મેળવો. અમારા ન્યૂઝલેટર વિશે અહીં વધુ જાણો.
કાર્બન બ્રીફના બધા મુખ્ય લેખો અને પેપર્સના ક્યુરેટેડ સારાંશ ઇમેઇલ દ્વારા મેળવો. અમારા ન્યૂઝલેટર વિશે અહીં વધુ જાણો.
સીસી લાઇસન્સ હેઠળ પ્રકાશિત. તમે કાર્બન બ્રીફની લિંક અને લેખની લિંક સાથે બિન-વાણિજ્યિક ઉપયોગ માટે અનુકૂલિત ન થયેલી સામગ્રીનું સંપૂર્ણ પુનઃઉત્પાદન કરી શકો છો. વાણિજ્યિક ઉપયોગ માટે કૃપા કરીને અમારો સંપર્ક કરો.