ال‌نینو: راز تغییرات آب و هوایی ۲۵۰ میلیون ساله

رویداد ال نینو: پدیده‌ای با سابقه‌ای طولانی

رویداد ال نینو، که به عنوان یک توده بزرگ از آب گرم اقیانوس در اقیانوس آرام استوایی شناخته می‌شود، می‌تواند الگوهای بارش در سراسر جهان را تغییر دهد و تنها یک پدیده مدرن نیست. یک مطالعه جدید از محققان دانشگاه دوک و همکارانشان نشان می‌دهد که نوسان بین ال نینو و همتای سردش، لا نینا، حداقل ۲۵۰ میلیون سال پیش وجود داشته و اغلب از نوساناتی که امروز مشاهده می‌کنیم، بزرگتر بوده است. این نوسانات دمایی در گذشته شدیدتر بودند و حتی زمانی که قاره‌ها در مکان‌های متفاوتی نسبت به حال حاضر قرار داشتند، این نوسان‌ها ادامه داشته‌اند. این مطالعه در هفته‌ای که از ۲۱ اکتبر آغاز می‌شود، در نشریه «مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم» منتشر شده است.

شیننگ هو، استادیار دینامیک اقلیم در مدرسه محیط زیست نیکلاس دانشگاه دوک، گفت: “در هر آزمایش، ما نوسان ال نینو جنوبی فعال را مشاهده می‌کنیم و تقریباً همه آن‌ها قوی‌تر از آنچه که اکنون داریم هستند؛ برخی به‌طور قابل توجهی قوی‌تر و برخی کمی قوی‌تر.” دانشمندان اقلیم، ال نینو را که یک لکه بزرگ از آب غیرعادی گرم در دو طرف خط استوا در اقیانوس آرام شرقی است، مطالعه می‌کنند زیرا می‌تواند جریان جت را تغییر دهد و شمال غرب ایالات متحده را خشک کرده و در عوض جنوب غرب را با بارش‌های غیرعادی سیراب کند.

همتای آن، لکه سرد لا نینا، می‌تواند جریان جت را به سمت شمال هدایت کند و جنوب غرب ایالات متحده را خشک کند، در حالی که همچنین ممکن است باعث خشکسالی در شرق آفریقا و تشدید فصل موسمی در جنوب آسیا شود.

محققان از همان ابزار مدل‌سازی اقلیمی که توسط هیئت بین‌دولتی تغییرات اقلیمی (IPCC) برای پیش‌بینی تغییرات اقلیمی در آینده استفاده می‌شود، بهره بردند. با این تفاوت که آن را به سمت عقب اجرا کردند تا به گذشته‌های دور نگاه کنند. شبیه‌سازی آنقدر محاسباتی سنگین است که محققان نتوانستند هر سال را به‌طور مداوم از ۲۵۰ میلیون سال پیش مدل‌سازی کنند.

تحقیقات جدید درباره نوسانات آب و هوایی

به جای آن، پژوهشگران ۲۶ «برش» ۱۰ میلیون ساله انجام دادند. هُو گفت: «آزمایش‌های مدل تحت تأثیر شرایط مرزی مختلفی قرار داشتند، مانند توزیع متفاوت خشکی و دریا (با قاره‌ها در مکان‌های مختلف)، تابش خورشیدی متفاوت و مقادیر مختلف دی‌اکسید کربن.» هر شبیه‌سازی به مدت هزاران سال اجرا شد تا نتایج قابل اعتمادی به دست آید و این فرآیند ماه‌ها طول کشید.

هُو افزود: «در دوره‌های مختلف در گذشته، تابش خورشیدی که به زمین می‌رسید حدود ۲ درصد کمتر از امروز بود، اما دی‌اکسید کربن گرمازا به مراتب بیشتر بود که باعث می‌شد جو و اقیانوس‌ها بسیار گرم‌تر از حال حاضر شوند.» در دوره مزوزوئیک، ۲۵۰ میلیون سال پیش، آمریکای جنوبی بخشی مرکزی از ابرقاره پانگه‌آ بود و نوسانات در اقیانوس پان‌تلاسیک در غرب آن رخ می‌داد.

این مطالعه نشان می‌دهد که دو متغیر مهم در شدت نوسانات تاریخی، به نظر می‌رسد ساختار حرارتی اقیانوس و نویز جوی ناشی از بادهای سطح اقیانوس باشد. هُو گفت: «مطالعات قبلی بیشتر بر دماهای اقیانوس تمرکز کرده بودند، اما توجه کمتری به بادهای سطحی که در این مطالعه به نظر می‌رسد بسیار مهم هستند، داشته‌اند.» او افزود: «بنابراین بخشی از هدف مطالعه ما این است که علاوه بر ساختار حرارتی اقیانوس، باید به نویز جوی نیز توجه کنیم و درک کنیم که این بادها چگونه تغییر خواهند کرد.»

هُو نوسانات را به یک پاندول تشبیه کرد و گفت: «نویز جوی – بادها – می‌توانند درست مانند یک ضربه تصادفی به این پاندول عمل کنند.» او ادامه داد: «ما هر دو عامل را مهم می‌دانیم وقتی می‌خواهیم بفهمیم چرا ال‌نینو به مراتب قوی‌تر از آنچه که اکنون داریم، بود.»

هُو تأکید کرد: «اگر می‌خواهیم پیش‌بینی‌های آینده‌مان قابل اعتمادتر باشد، باید ابتدا آب و هوای گذشته را درک کنیم.» این تحقیق با حمایت بنیاد ملی علوم طبیعی چین (42488201) و شورای تحقیقات سوئد (2022-03617) انجام شده است. شبیه‌سازی‌ها در پلتفرم محاسبات با کارایی بالا دانشگاه پکن انجام شد.