Dartmutas pētnieki pēdējo 125 gadu laikā ir atklājuši vairākas gaistošas fāzes, kas ir bijušas pirms ievērojamas klimata pārmaiņu ietekmes. Jauns pētījums apstrīd ideju, ka klimata pārmaiņas ir pamatā nesenajai nepastāvīgajai polārās strūklas straumes uzvedībai – milzīgajai Arktikas gaisa straumei, kas regulē laika apstākļus lielākajā daļā ziemeļu puslodes.
Lielie viļņi strūklas straumē, kas novēroti kopš 20. gs. deviņdesmitajiem gadiem, pēdējos gados ir izraisījuši neparasti aukstu temperatūru un postošas ziemas vētras tādos reģionos kā ASV dienvidi. Zinātnieki baidās, ka klimata pārmaiņu izraisītā sasilšana atmosfērā veicina šīs mežonīgās viļņošanās, izraisot garas, auksta gaisa ieplakas no Arktikas.
Taču Dartmutas Universitātes pētnieki žurnālā AGU Advances ziņo, ka strūklas plūsmas svārstīgums patiesībā, iespējams, nav nemaz tik neparasts. Tā vietā šķiet, ka strūklas plūsma ir piedzīvojusi dabiskus, kaut arī sporādiskus, “viļņošanās” periodus kopš laika, kad klimata pārmaiņu ietekme tiek uzskatīta par būtisku, ziņo pētnieki.
Pirmajā šāda veida pētījumā pētnieki apkopoja datus par strūklas straumes ziemas mainīgumu kopš 1901. gada, izmantojot mašīnmācīšanos, lai analizētu ilgtermiņa klimata datus. Gandrīz visi iepriekšējie strūklas straumes pētījumi koncentrējas uz periodu kopš 1979. gada, kad satelīti sāka vākt datus par laika apstākļiem un klimata sistēmām.
Pētnieki atklāja, ka strūklas straume atrodas jaunākajā no vairākiem viļņainajiem periodiem, kas notikuši pēdējo 125 gadu laikā. Daudzās no šīm fāzēm strūklas straume bija vēl svārstīgāka nekā šodien, saka Džeikobs Halifs, pētījuma pirmais autors un doktorants vecākā autora, Zemes zinātņu asociētā profesora Ēriha Osterberga laboratorijā.
“Pirms klimata pārmaiņām bija būtiska ietekme, strūklas straume bieži bija tikpat viļņaina kā šodien, ja ne vēl viļņaināka,” saka Čalifs. “Tas liek apšaubīt, vai klimata pārmaiņas izraisa strūklas straumes nepastāvīgāku kustību tagad.”
Lai gan klimata pārmaiņas neapšaubāmi pastiprina ekstremālus ziemas laikapstākļus, jaunais pētījums liecina, ka, visticamāk, tas nenotiek, padarot strūklas straumi viļņaināku, saka Osterbergs, kurš vada Ledus, klimata un vides laboratoriju Dartmutā.
“Mūsu pētījumi liecina, ka strūklas straume nedara neko neparastu, kas varētu izraisīt neseno intensīvo vētru pieaugumu. Klimata pārmaiņas pastiprina šīs vētras, izmantojot citu procesu,” viņš saka.
Osterbergs norāda, ka pētījums varētu ļaut zinātniekiem pārcelt uzmanību uz tiešākām saiknēm starp globālo sasilšanu un spēcīgiem laikapstākļiem, piemēram, to, ka siltāka atmosfēra satur vairāk mitruma un tas noved pie lielākām vētrām.
“Manuprāt, šie atklājumi fundamentāli maina manu pieeju šai problēmai,” saka Osterbergs, kurš ir līdzautors virknei agrāku pētījumu, kuros strūklas plūsma tika identificēta kā iespējams vētru pastiprināšanās cēlonis.
“Ja strūklas straume nav šī kritiskā saikne starp klimata pārmaiņām un spēcīgākām vētrām, tad mums jāpievērš uzmanība dažādiem skaidrojumiem, kāpēc mēs novērojam ekstremālākus laikapstākļus,” viņš saka.
Polārās strūklas augstkalnu vējš modulē laikapstākļus Eiropā, Āzijā un Ziemeļamerikā. Ziemeļamerikā tas plūst aptuveni gar ASV robežu ar Kanādu. Lielie strūklas viļņi liek arktiskajam gaisam iegriezties dziļāk maigajos subtropos. Tas var izraisīt neparastus aukstuma periodus un spēcīgas ziemas vētras apgabalos, kur saduras siltais un aukstais gaiss.
Dramatiski viļņi strūklas straumē var arī uz dienvidiem nest polāro virpuli, kas ir zem nulles temperatūras esoša gaisa plūdmaiņa, kas riņķo ap Ziemeļpolu un ir kļuvusi par populāru terminu bīstami aukstas temperatūras periodiem.
Vairāki zinātniski pētījumi liecina, ka pašreizējā strūklas straumes viļņošanās ir klimata pārmaiņu rezultāts. Tas sakrīt ar rekordaugstu siltumnīcefekta gāzu koncentrāciju atmosfērā, ievērojamu ekstremālu laikapstākļu intensitātes pieaugumu un Arktikas jūras ledus samazināšanos, īpaši kopš 20. gs. deviņdesmitajiem gadiem, saka Čalifs.
Taču Dartmutas komanda atklāja, ka pēdējais izteiktais viļņainais periods sāka sasniegt maksimumu ap 1979. gadu. Tas nozīmē, ka strūklas plūsmas novērošana no satelītiem sākās, kad sistēma iegāja normālākā periodā, tāpēc viļņainie periodi pēc 1979. gada šķita neparasti, saka Osterbergs.
“Šķita, ka strūklas straume ir tieša saikne starp globālajām klimata pārmaiņām un ekstremāliem laikapstākļiem ar spēcīgām vētrām, taču mēs īsti nezinājām, kas notika pirms 1979. gada,” viņš saka. “Tā radīja neparastas tendences iespaidu, taču, aplūkojot visu ainu, redzat, ka tā nemaz nav tik neparasta. Bija periodi, kas bija svārstīgāki nekā tas, ko mēs redzam tagad.”
Pētnieki atklāja, ka vēl spēcīgāks viļņu periods, kas ilga no 20. gs. sešdesmitajiem līdz astoņdesmitajiem gadiem, bija galvenais “sasilšanas cauruma” virzītājspēks — 30 gadus ilgs periods ar neparasti vēsām ziemas temperatūrām Amerikas Savienotajās Valstīs. Sasilšanas caurums, kura centrs bija Amerikas Savienoto Valstu dienvidaustrumos, izraisīja vidējās ziemas temperatūras pazemināšanos par vairāk nekā 2 grādiem pēc Fārenheita (1,3 grādiem pēc Celsija), sākot ap 1958. gadu. Aukstākas nekā gaidīts ziemas saglabājās līdz pat 20. gs. astoņdesmito gadu beigām.
Trevors Partridžs, pētījuma līdzautors, kurš ieguva doktora grādu Zemes zinātnēs Dartmutas Universitātē, pirmo reizi 2018. gada rakstā, ko viņš vadīja kopā ar Osterbergu kā līdzautoru, ziņoja, ka šī gaistošā fāze sakrita ar sasilšanas caurumu.
Pārtridžs, kurš tagad ir fizikas zinātnieks ASV Ģeoloģijas dienestā, šajā pētījumā pieļāva, ka viļņošanās strūklas straumē ziemā izraisa sasilšanas cauruma izvietošanos virs dienvidiem. Tas būtu radījis slīdēšanas ceļu, pa kuru Arktikas gaiss varētu regulāri ieplūst reģionā.
Jaunais AGU Advances pētījums apstiprina, ka izteikti viļņi strūklas plūsmā veicināja divas trešdaļas no sasilšanas caurumu atdzišanas no 1958. līdz 1988. gadam. Šajā laikā pētnieki ziņo, ka periodiskas izmaiņas strūklas straumes viļņainībā tieši izraisīja vidējās ziemas temperatūras svārstības dienvidaustrumos.
“Mēs atklājām, ka pastāv saikne starp sasilšanas caurumu un strūklas straumes mainīgumu gadu desmitiem pirms klimata pārmaiņām, kas būtiski ietekmēja klimata pārmaiņas,” saka Čalifs. “Tas atgriežas pie klimata haosa idejas — ir tik daudz, kas ietekmē mūsu laikapstākļus dienu no dienas un gadu no gada.”
“Tāpēc šī 125 gadus vecā ieraksta izstrāde ir tik noderīga,” turpina Osterbergs. “Aplūkojot tikai nelielu ieraksta daļu, kā mēs to darījām iepriekš, ir grūti pilnībā saprast, kas notiek.”
