પ્રોફેસર ટિફની શૉ, પ્રોફેસર, જીઓસાયન્સ વિભાગ, શિકાગો યુનિવર્સિટી
દક્ષિણ ગોળાર્ધ ખૂબ જ અશાંત સ્થળ છે.વિવિધ અક્ષાંશો પરના પવનોને "ચાલીસ ડિગ્રી ગર્જના", "ગુસ્સે પચાસ ડિગ્રી", અને "ચીસો સાઠ ડિગ્રી" તરીકે વર્ણવવામાં આવ્યા છે.મોજા 78 ફૂટ (24 મીટર) સુધી પહોંચે છે.
જેમ આપણે બધા જાણીએ છીએ, ઉત્તર ગોળાર્ધમાં કંઈપણ દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં તીવ્ર તોફાનો, પવન અને તરંગો સાથે મેળ ખાતું નથી.શા માટે?
પ્રોસિડિંગ્સ ઑફ ધ નેશનલ એકેડેમી ઑફ સાયન્સિસમાં પ્રકાશિત થયેલા નવા અભ્યાસમાં, મારા સાથીદારો અને મેં ઉત્તર કરતાં દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં શા માટે તોફાનો વધુ સામાન્ય છે તે ઉજાગર કર્યું છે.
અવલોકનો, સિદ્ધાંત અને આબોહવા મોડેલોમાંથી પુરાવાઓની ઘણી રેખાઓને જોડીને, અમારા પરિણામો વૈશ્વિક સમુદ્રી "કન્વેયર બેલ્ટ" અને ઉત્તર 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 વાવાઝોડાં આવ્યાં નહીં.આ ગ્લોબલ વોર્મિંગના ક્લાઈમેટ મોડલ મોડેલિંગ સાથે સુસંગત છે.
આ ફેરફારો મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે આપણે જાણીએ છીએ કે મજબૂત તોફાનો વધુ ગંભીર અસરો જેમ કે ભારે પવન, તાપમાન અને વરસાદ તરફ દોરી શકે છે.
લાંબા સમય સુધી, પૃથ્વી પરના હવામાનના મોટાભાગના અવલોકનો જમીન પરથી કરવામાં આવ્યા હતા.આનાથી વૈજ્ઞાનિકોને ઉત્તર ગોળાર્ધમાં તોફાનનું સ્પષ્ટ ચિત્ર મળ્યું.જો કે, દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં, જે લગભગ 20 ટકા જમીનને આવરી લે છે, 1970 ના દાયકાના અંતમાં ઉપગ્રહ અવલોકનો ઉપલબ્ધ ન થયા ત્યાં સુધી અમને તોફાનોનું સ્પષ્ટ ચિત્ર મળ્યું ન હતું.
સેટેલાઇટ યુગની શરૂઆતથી દાયકાઓના અવલોકનથી, આપણે જાણીએ છીએ કે દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં વાવાઝોડા ઉત્તર ગોળાર્ધના વાવાઝોડા કરતાં લગભગ 24 ટકા વધુ મજબૂત હોય છે.
આ નીચેના નકશામાં બતાવવામાં આવ્યું છે, જે 1980 થી 2018 દરમિયાન દક્ષિણ ગોળાર્ધ (ટોચ), ઉત્તરીય ગોળાર્ધ (મધ્ય) અને તેમની વચ્ચે (નીચે) વચ્ચેના અવલોકન કરેલ સરેરાશ વાર્ષિક વાવાઝોડાની તીવ્રતા દર્શાવે છે. (નોંધ કરો કે દક્ષિણ ધ્રુવ અહીં છે. પ્રથમ અને છેલ્લા નકશા વચ્ચેની સરખામણીની ટોચ.)
નકશો દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં દક્ષિણ મહાસાગરમાં સતત ઉચ્ચ તીવ્રતા અને પેસિફિક અને એટલાન્ટિક મહાસાગરો (નારંગી રંગમાં છાંયો) ઉત્તરીય ગોળાર્ધમાં તેમની સાંદ્રતા દર્શાવે છે.તફાવતનો નકશો દર્શાવે છે કે મોટાભાગના અક્ષાંશો પર ઉત્તરીય ગોળાર્ધ (નારંગી શેડ) કરતાં દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં તોફાનો વધુ મજબૂત હોય છે.
ઘણા જુદા જુદા સિદ્ધાંતો હોવા છતાં, કોઈ પણ બે ગોળાર્ધ વચ્ચેના તોફાનોમાં તફાવત માટે ચોક્કસ સમજૂતી આપતું નથી.
કારણો શોધવા મુશ્કેલ કામ લાગે છે.વાતાવરણ જેવી હજારો કિલોમીટરમાં ફેલાયેલી આવી જટિલ સિસ્ટમને કેવી રીતે સમજવી?આપણે પૃથ્વીને બરણીમાં મૂકીને તેનો અભ્યાસ કરી શકતા નથી.જો કે, આબોહવાના ભૌતિકશાસ્ત્રનો અભ્યાસ કરનારા વૈજ્ઞાનિકો ચોક્કસપણે આ જ કરી રહ્યા છે.અમે ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમો લાગુ કરીએ છીએ અને તેનો ઉપયોગ પૃથ્વીના વાતાવરણ અને આબોહવાને સમજવા માટે કરીએ છીએ.
આ અભિગમનું સૌથી પ્રસિદ્ધ ઉદાહરણ ડૉ. શૂરો માનાબેનું અગ્રણી કાર્ય છે, જેમને 2021નું ભૌતિકશાસ્ત્રનું નોબેલ પુરસ્કાર “ગ્લોબલ વોર્મિંગની તેમની વિશ્વસનીય આગાહી માટે” મળ્યું હતું.તેની આગાહીઓ પૃથ્વીની આબોહવાનાં ભૌતિક નમૂનાઓ પર આધારિત છે, જેમાં સૌથી સરળ એક-પરિમાણીય તાપમાન મોડલથી લઈને પૂર્ણ-પરિમાણીય ત્રિ-પરિમાણીય મોડલનો સમાવેશ થાય છે.તે વિવિધ ભૌતિક જટિલતાના નમૂનાઓ દ્વારા વાતાવરણમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડના વધતા સ્તર માટે આબોહવાની પ્રતિક્રિયાનો અભ્યાસ કરે છે અને અંતર્ગત ભૌતિક ઘટનાઓમાંથી ઉભરતા સંકેતોનું નિરીક્ષણ કરે છે.
દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં વધુ વાવાઝોડાઓને સમજવા માટે, અમે ભૌતિકશાસ્ત્ર આધારિત આબોહવા મોડલના ડેટા સહિત પુરાવાઓની ઘણી લાઇન એકત્રિત કરી છે.પ્રથમ પગલામાં, અમે સમગ્ર પૃથ્વી પર ઊર્જાનું વિતરણ કેવી રીતે થાય છે તેના સંદર્ભમાં અવલોકનોનો અભ્યાસ કરીએ છીએ.
પૃથ્વી એક ગોળ હોવાથી, તેની સપાટી સૂર્યમાંથી અસમાન રીતે સૌર કિરણોત્સર્ગ મેળવે છે.મોટાભાગની ઊર્જા વિષુવવૃત્ત પર પ્રાપ્ત થાય છે અને શોષાય છે, જ્યાં સૂર્યના કિરણો સપાટી પર વધુ સીધા અથડાવે છે.તેનાથી વિપરિત, ધ્રુવો કે જે પ્રકાશ ઊંચા ખૂણા પર અથડાવે છે તે ઓછી ઊર્જા મેળવે છે.
દાયકાઓના સંશોધનોએ બતાવ્યું છે કે તોફાનની તાકાત ઊર્જામાં આ તફાવતથી આવે છે.આવશ્યકપણે, 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 ઘટના સૂર્યપ્રકાશ દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં વાવાઝોડાની મોટી સંખ્યાને સમજાવી શકતો નથી, કારણ કે બંને ગોળાર્ધમાં સમાન પ્રમાણમાં સૂર્યપ્રકાશ મળે છે.તેના બદલે, અમારું નિરીક્ષણ વિશ્લેષણ સૂચવે છે કે દક્ષિણ અને ઉત્તર વચ્ચેના તોફાનની તીવ્રતામાં તફાવત બે અલગ અલગ પરિબળોને કારણે હોઈ શકે છે.
સૌપ્રથમ, સમુદ્રી ઉર્જાનું પરિવહન, જેને ઘણીવાર "કન્વેયર બેલ્ટ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.પાણી ઉત્તર ધ્રુવની નજીક ડૂબી જાય છે, સમુદ્રના તળ સાથે વહે છે, એન્ટાર્કટિકાની આસપાસ વધે છે અને વિષુવવૃત્ત સાથે ઉત્તર તરફ પાછા વહે છે, તેની સાથે ઊર્જા વહન કરે છે.અંતિમ પરિણામ એન્ટાર્કટિકાથી ઉત્તર ધ્રુવ સુધી ઊર્જાનું ટ્રાન્સફર છે.આ ઉત્તરીય ગોળાર્ધની તુલનામાં દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં વિષુવવૃત્ત અને ધ્રુવો વચ્ચે વધુ ઉર્જાનો વિરોધાભાસ બનાવે છે, જેના પરિણામે દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં વધુ ગંભીર તોફાનો આવે છે.
બીજું પરિબળ ઉત્તર ગોળાર્ધમાં મોટા પર્વતો છે, જે, માનાબેના અગાઉના કાર્ય સૂચવે છે તેમ, તોફાનોને ભીના કરે છે.વિશાળ પર્વતમાળાઓ પર હવાના પ્રવાહો નિશ્ચિત ઊંચાઈઓ અને નીચાણ બનાવે છે જે તોફાન માટે ઉપલબ્ધ ઉર્જાનું પ્રમાણ ઘટાડે છે.
જો કે, એકલા અવલોકન કરેલ ડેટાનું વિશ્લેષણ આ કારણોની પુષ્ટિ કરી શકતું નથી, કારણ કે ઘણા બધા પરિબળો એકસાથે કાર્ય કરે છે અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.ઉપરાંત, અમે તેમના મહત્વને ચકાસવા માટે વ્યક્તિગત કારણોને બાકાત રાખી શકતા નથી.
આ કરવા માટે, જ્યારે વિવિધ પરિબળોને દૂર કરવામાં આવે ત્યારે તોફાનો કેવી રીતે બદલાય છે તેનો અભ્યાસ કરવા માટે આપણે આબોહવા મોડેલોનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર છે.
જ્યારે અમે સિમ્યુલેશનમાં પૃથ્વીના પર્વતોને સરળ બનાવ્યા, ત્યારે ગોળાર્ધ વચ્ચેના તોફાનની તીવ્રતામાં તફાવત અડધો થઈ ગયો.જ્યારે અમે સમુદ્રના કન્વેયર બેલ્ટને દૂર કર્યો, તોફાનના તફાવતનો બાકીનો અડધો ભાગ ગયો હતો.આમ, પ્રથમ વખત, અમે દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં તોફાનો માટે નક્કર સમજૂતી શોધી કાઢીએ છીએ.
વાવાઝોડા ભારે પવન, તાપમાન અને વરસાદ જેવી ગંભીર સામાજિક અસરો સાથે સંકળાયેલા હોવાથી, આપણે જે મહત્વના પ્રશ્નનો જવાબ આપવો જોઈએ તે એ છે કે ભવિષ્યના તોફાનો વધુ મજબૂત હશે કે નબળા.
ઈમેલ દ્વારા કાર્બન બ્રીફમાંથી તમામ મુખ્ય લેખો અને પેપરોના ક્યુરેટેડ સારાંશ મેળવો.અમારા ન્યૂઝલેટર વિશે અહીં વધુ જાણો.
ઈમેલ દ્વારા કાર્બન બ્રીફમાંથી તમામ મુખ્ય લેખો અને પેપરોના ક્યુરેટેડ સારાંશ મેળવો.અમારા ન્યૂઝલેટર વિશે અહીં વધુ જાણો.
આબોહવા પરિવર્તનની અસરોનો સામનો કરવા માટે સમાજોને તૈયાર કરવા માટેનું મુખ્ય સાધન આબોહવા મોડલ પર આધારિત આગાહીઓની જોગવાઈ છે.એક નવો અભ્યાસ સૂચવે છે કે સરેરાશ દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં તોફાનો સદીના અંતમાં વધુ તીવ્ર બનશે.
તેનાથી વિપરીત, ઉત્તરીય ગોળાર્ધમાં વાવાઝોડાની સરેરાશ વાર્ષિક તીવ્રતામાં ફેરફાર મધ્યમ રહેવાની આગાહી કરવામાં આવે છે.આ અંશતઃ વિષુવવૃત્તીય પ્રદેશોમાં ઉષ્ણતામાન વચ્ચેની સ્પર્ધાત્મક મોસમી અસરોને કારણે છે, જે વાવાઝોડાને મજબૂત બનાવે છે, અને આર્કટિકમાં ઝડપી ગરમી, જે તેમને નબળા બનાવે છે.
જો કે, અહીં અને હવે વાતાવરણ બદલાઈ રહ્યું છે.જ્યારે આપણે છેલ્લા કેટલાક દાયકાઓમાં થયેલા ફેરફારોને જોઈએ છીએ, ત્યારે આપણને જણાય છે કે દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં વર્ષ દરમિયાન સરેરાશ તોફાનો વધુ તીવ્ર બન્યા છે, જ્યારે ઉત્તર ગોળાર્ધમાં ફેરફારો નગણ્ય છે, તે જ સમયગાળા દરમિયાન આબોહવા મોડેલની આગાહીઓ સાથે સુસંગત છે. .
જો કે મોડેલો સિગ્નલને ઓછો અંદાજ આપે છે, તેઓ સમાન ભૌતિક કારણોસર થતા ફેરફારો સૂચવે છે.એટલે કે, સમુદ્રમાં થતા ફેરફારો વાવાઝોડામાં વધારો કરે છે કારણ કે ગરમ પાણી વિષુવવૃત્ત તરફ જાય છે અને તેને બદલવા માટે એન્ટાર્કટિકાની આસપાસની સપાટી પર ઠંડુ પાણી લાવવામાં આવે છે, જેના પરિણામે વિષુવવૃત્ત અને ધ્રુવો વચ્ચે વધુ મજબૂત વિરોધાભાસ જોવા મળે છે.
ઉત્તરીય ગોળાર્ધમાં, સમુદ્રી ફેરફારો દરિયાઈ બરફ અને બરફના નુકશાન દ્વારા સરભર થાય છે, જેના કારણે આર્કટિક વધુ સૂર્યપ્રકાશને શોષી લે છે અને વિષુવવૃત્ત અને ધ્રુવો વચ્ચેના વિરોધાભાસને નબળો પાડે છે.
સાચો જવાબ મેળવવાની હોડ વધારે છે.મૉડલ અવલોકન કરેલ સિગ્નલને શા માટે ઓછો આંકે છે તે નિર્ધારિત કરવું ભાવિ કાર્ય માટે મહત્વપૂર્ણ રહેશે, પરંતુ યોગ્ય ભૌતિક કારણોસર સાચો જવાબ મેળવવો પણ તેટલો જ મહત્વપૂર્ણ રહેશે.
Xiao, T. et al.(2022) દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં જમીન સ્વરૂપો અને સમુદ્રના પરિભ્રમણને કારણે તોફાન, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ ઑફ અમેરિકાની નેશનલ એકેડેમી ઑફ સાયન્સની કાર્યવાહી, doi: 10.1073/pnas.2123512119
ઈમેલ દ્વારા કાર્બન બ્રીફમાંથી તમામ મુખ્ય લેખો અને પેપરોના ક્યુરેટેડ સારાંશ મેળવો.અમારા ન્યૂઝલેટર વિશે અહીં વધુ જાણો.
ઈમેલ દ્વારા કાર્બન બ્રીફમાંથી તમામ મુખ્ય લેખો અને પેપરોના ક્યુરેટેડ સારાંશ મેળવો.અમારા ન્યૂઝલેટર વિશે અહીં વધુ જાણો.
સીસી લાયસન્સ હેઠળ પ્રકાશિત.તમે કાર્બન સંક્ષિપ્તની લિંક અને લેખની લિંક સાથે બિન-વ્યવસાયિક ઉપયોગ માટે અનુકૂલિત સામગ્રીને સંપૂર્ણ રીતે પુનઃઉત્પાદિત કરી શકો છો.વ્યવસાયિક ઉપયોગ માટે કૃપા કરીને અમારો સંપર્ક કરો.