خارطة الطريق للكشف عن التغيرات في المحيط بسبب تغير المناخ


ارتفعت درجة حرارة البحر وتحمض المحيطات خلال العقود الثلاثة الماضية إلى مستويات تفوق ما هو متوقع بسبب الاختلاف الطبيعي وحده ، وفقًا لما توصلت إليه دراسة جديدة أجراها باحثون في جامعة برينستون. وفي الوقت نفسه ، فإن التأثيرات الأخرى الناجمة عن تغير المناخ ، مثل التغيرات في نشاط ميكروبات المحيطات التي تنظم دورات الكربون والأكسجين على الأرض ، ستستغرق عدة عقود إلى قرن. تم نشر التقرير في 19 أغسطس على الإنترنت في مجلة Nature Climate Change .

نظرت الدراسة في التغيرات الفيزيائية والكيميائية في المحيط المرتبطة بارتفاع ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بسبب الأنشطة البشرية. "لقد سعينا لمعالجة سؤال علمي رئيسي: متى ولماذا وكيف ستصبح التغييرات المهمة قابلة للكشف فوق التغيرات الطبيعية التي نتوقع رؤيتها في المحيط العالمي؟" وقالت سارة شلونيغر ، زميلة أبحاث ما بعد الدكتوراه في برنامج جامعة برينستون في علوم الغلاف الجوي والمحيطات (AOS).

تؤكد الدراسة أن النتائج المرتبطة مباشرة بتصاعد ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي قد ظهرت بالفعل في سجل الرصد القائم منذ 30 عامًا. وتشمل هذه الاحترار سطح البحر ، تحمض وزيادة في معدل المحيط الذي يزيل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.

في المقابل ، فإن العمليات المرتبطة بشكل غير مباشر بتكثيف ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من خلال التعديل التدريجي للمناخ ودورة المحيطات ستستغرق وقتًا أطول ، من ثلاثة عقود إلى أكثر من قرن. وتشمل هذه التغييرات في خلط المحيطات العليا وإمدادات المغذيات وركوب الكربون عبر النباتات والحيوانات البحرية.

وقال خورخي سارمينتو ، أستاذ العلوم الجيولوجية والهندسة الجيولوجية بجامعة جورج ماغي "الأمر الجديد في هذه الدراسة هو أنها تعطي إطارًا زمنيًا محددًا لموعد حدوث تغيرات المحيط". "ستستغرق بعض التغييرات وقتًا طويلاً بينما يمكن اكتشاف البعض الآخر بالفعل."

وقال شلونجر إن المحيط يوفر خدمة مناخية لكوكب الأرض من خلال امتصاص الحرارة الزائدة والكربون من الجو ، وبالتالي إبطاء وتيرة ارتفاع درجات الحرارة في العالم. ومع ذلك ، تأتي هذه الخدمة بعقوبة - وهي تحمض المحيطات والاحترار المحيطي ، والتي تغير من كيفية دورات الكربون عبر المحيط وتأثيرها على النظم الإيكولوجية البحرية.

يمكن أن يؤدي الإحماء والاحترار المحيطي إلى إلحاق الضرر بالكائنات البحرية الميكروبية التي تعمل كقاعدة لشبكة الأغذية البحرية التي تغذي مصايد الأسماك والشعاب المرجانية وتنتج الأكسجين وتسهم في تقليل تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

تهدف الدراسة إلى التغلب على التغيرات في المحيطات المرتبطة بتغير المناخ من صنع الإنسان عن تلك الناتجة عن التقلبات الطبيعية. التقلبات الطبيعية في المناخ يمكن أن تخفي التغيرات في المحيط ، لذلك نظر الباحثون إلى متى ستكون التغييرات مثيرة للغاية لدرجة أنها سوف تبرز فوق التباين الطبيعي.

غالبًا ما تنقسم أبحاث المناخ إلى فئتين ، النمذجة والملاحظات - هؤلاء العلماء الذين يحللون رصدات الأرض الحقيقية ، وأولئك الذين يستخدمون النماذج للتنبؤ بالتغييرات القادمة. وقال شلونجر إن هذه الدراسة تعزز التنبؤات التي قدمتها نماذج المناخ لإبلاغ جهود الرصد بالتغيرات المحتملة وأين ومتى تبحث عنها.

أجرى الباحثون نموذجًا يحاكي حالات المناخ المستقبلية المحتملة التي يمكن أن تنتج عن مزيج من تغير المناخ من صنع الإنسان وفرصة عشوائية. تم إجراء هذه التجارب باستخدام نموذج نظام Earth ، وهو نموذج مناخي له دورة كربونية تفاعلية ، بحيث يمكن النظر في التغيرات في المناخ ودورة الكربون جنبًا إلى جنب.

قام جون دن ، الذي يقود أنشطة نمذجة الكربون في المحيطات ، في مختبر ديناميات الموائع الجيوفيزيائية التابع لادارة المحيطات والغلاف الجوي (NOAA) التابع لادارة المحيطات والجيوفيزيائية في جامعة برينستون ، بتسهيل استخدام نموذج نظام الأرض. ضم فريق برينستون ريتشارد سلاتر ، كبير مصممي أنظمة الأرض في AOS ؛ كيث رودجرز ، عالم المحيطات البحثي AOS الآن في جامعة بوسان الوطنية في كوريا الجنوبية ؛ وجورج سارمينتو ، أستاذ العلوم الجيولوجية والهندسة الجيولوجية جورج جي ماجي ، فخري. وضم الفريق أيضًا توماس فروشل ، أستاذ بجامعة برن وزميل سابق لما بعد الدكتوراه في جامعة برينستون ، وماساو إيشي من وكالة الأرصاد الجوية اليابانية.

إن اكتشاف تأخير لمدة 30 إلى 100 عام في ظهور التأثيرات يشير إلى أنه ينبغي الحفاظ على برامج مراقبة المحيطات لعقود عديدة في المستقبل لرصد التغييرات التي تحدث في المحيط بفعالية. تشير الدراسة أيضًا إلى أن قابلية اكتشاف بعض التغييرات في المحيطات ستستفيد من إدخال تحسينات على استراتيجية أخذ العينات الحالية للرصد. ويشمل ذلك النظر في عمق المحيطات بحثًا عن تغييرات في العوالق النباتية ، والتقاط التغييرات في الصيف والشتاء ، بدلاً من المتوسط ​​السنوي فقط ، لتبادل ثاني أكسيد الكربون في المحيطات والغلاف الجوي.

وقال شلونجر: "تشير نتائجنا إلى أن العديد من أنواع المراقبة مهمة للغاية لفهمنا لكوكبنا المتغير وقدرتنا على اكتشاف التغيير". وتشمل هذه السلاسل الزمنية أو المواقع الدائمة للقياس المستمر ، وكذلك برامج أخذ العينات الإقليمية ومنصات الاستشعار عن بعد العالمية.

شارك المقالة عبر:

اترك تعليقا: