تأثير الثورات البركانية على المناخ يزداد صيفاً

باحثون من «كاوست» يسهمون في وضع نموذج مناخي مطور حول توقيتها

تأثير الفراشة: يوضح نموذج «كاوست» كيف يمكن للانفجارات البركانية أن تؤدي إلى اضطراب المناخ العالمي من خلال التأثير على «التذبذب الجنوبي لظاهرة (إل نينيو)»
تأثير الفراشة: يوضح نموذج «كاوست» كيف يمكن للانفجارات البركانية أن تؤدي إلى اضطراب المناخ العالمي من خلال التأثير على «التذبذب الجنوبي لظاهرة (إل نينيو)»
TT

تأثير الثورات البركانية على المناخ يزداد صيفاً

تأثير الفراشة: يوضح نموذج «كاوست» كيف يمكن للانفجارات البركانية أن تؤدي إلى اضطراب المناخ العالمي من خلال التأثير على «التذبذب الجنوبي لظاهرة (إل نينيو)»
تأثير الفراشة: يوضح نموذج «كاوست» كيف يمكن للانفجارات البركانية أن تؤدي إلى اضطراب المناخ العالمي من خلال التأثير على «التذبذب الجنوبي لظاهرة (إل نينيو)»

تعرّف «اتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ (UNFCCC)» في مادتها الأولى تغير المناخ بأنه «التغير في المناخ الذي يُعزى بصورة مباشرة أو غير مباشرة إلى النشاط البشري الذي يغير من تركيب الغلاف الجوي العالمي، والذي يشكل إضافة إلى تقلبية المناخ الطبيعية الملاحظة خلال فترات زمنية متماثلة». وعلى ذلك؛ فإن «الاتفاقية الإطارية» تميز بين تغير المناخ الذي يُعزى إلى الأنشطة البشرية التي تغير من تركيب الغلاف الجوي، وتقلبية المناخ التي تُعزى إلى أسباب طبيعية.

البراكين والمناخ
ومن أسباب تغير المناخ التي تُعزى إلى الأنشطة البشرية حرق الوقود الأحفوري، وحرق الغابات، وقطع الأشجار. أما الأسباب الطبيعية لتغير المناخ؛ فتشمل الإشعاع الشمسي، وثورات البراكين، وأيضاً «التذبذب الجنوبي لظاهرة إل نينيو (ENSO)». ورغم أن الثورات البركانية قد تكون أقل تواتراً، فإنها قد تكون أكبر وأبعد تأثيراً على المناخ، والأمن الغذائي، والنقل؛ بحسب بعض الدراسات. كما أشارت دراسات أخرى إلى أن حوادث ثوران البراكين إذا حدثت على نطاق واسع فستكون لها تأثيرات أكبر مع استمرار احترار المناخ.
أخيراً أظهرت النماذج التفصيلية لتأثير الثورات البركانية على «التذبذب الجنوبي لظاهرة إل نينيو» أن استجابة المناخ لتلك الأحداث تتوقف على توقيت الثورة البركانية والظروف التي تسبقها.
في هذا الإطار؛ تُسهم دراسة بحثية حديثة قادها الباحثان إيفجينيا بريديبايلو والبروفسور جورجي ستنشيكوف، أستاذ علوم وهندسة الأرض في «جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست)»، في حسم جدل طال أمده بشأن دور الثورات البركانية في اضطرابات المناخ العالمي.
توضح بريديبايلو قائلة: «إن (التذبذب الجنوبي لظاهرة إل نينيو) سمة من سمات المناخ الاستوائي في المحيط الهادي، حيث تتأرجح أنماط درجات الحرارة، وهطول الأمطار، والرياح، بين مراحل (إل نينيو) الأكثر دفئاً ومراحل (لا نينيا) الأكثر برودة، وتحدث كل فترة تتراوح بين عامين و7 أعوام»، موضحة أنه نظراً للمساحة الشاسعة التي تشغلها المنطقة الاستوائية من المحيط الهادي، يتحكم «التذبذب الجنوبي لظاهرة (إل نينيو)» في المناخ في أجزاء أخرى كثيرة من العالم، «وهو مسؤول عن أحداث الجفاف والفيضانات والأعاصير وموجات الحر الشديد، وغيرها من الظواهر الجوية القاسية... وإذا ما أردنا تقييم تلك المخاطر، فمن الضروري أن نضع تصورات وتنبؤات مناسبة للسلوك الذي يمكن أن يسلكه في المستقبل»؛ حسب قولها.
تشير النماذج المناخية إلى أن «التذبذب الجنوبي لظاهرة (إل نينيو)» شديدة الحساسية للاضطرابات الخارجية، مثل زيادة معدلات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، أو الثورات البركانية. ومن المعلوم أن الثورات البركانية الكبرى، مثل ثوران بركان جبل بيناتوبو في الفلبين عام 1991، أحدثت حالة من البرودة واسعة النطاق؛ نتيجة لانعكاس أشعة الشمس، غير أنه كان يصعب إثبات تلك التأثيرات باستخدام النماذج.

نموذج مناخي
يقول سيرغي أوسيبوف، أحد أفراد الفريق البحثي: «تعذر في السابق الوصول إلى إجماع من خلال النمذجة بشأن كيفية استجابة المحيط الهادي مناخياً لمثل تلك الثورات البركانية الضخمة، وذلك في ظل تنبؤ النماذج المناخية باستجابات متنوعة؛ بل ومتناقضة في كثير من الأحيان».
ونظراً إلى أن مناخ المنطقة الاستوائية من المحيط الهادي هو ذاته شديد التباين، فلا بد من إجراء عملية النمذجة بعناية؛ للتمييز بين استجابة المحيط المدفوعة بالثورات البركانية، وتلك الناتجة عن التغيرات العشوائية. وهذا يتطلب عدداً كبيراً من عمليات المحاكاة المناخية، باستخدام نموذج قادر على محاكاة كل من التأثير الإشعاعي للثورات البركانية ودورة واقعية من دورات «التذبذب الجنوبي لظاهرة (إل نينيو)». ولتحقيق هذا الهدف، تعاون الفريق مع الدكتور آندرو ويتنبرغ من جامعة «برينستون» بالولايات المتحدة لتشغيل النموذج المناخي المعروف باسم «CM 2.1» باستخدام الكومبيوتر العملاق لدى «كاوست».
تقول بريديبايلو: «بعد إجراء أكثر من 6000 آلاف عملية محاكاة مناخية تغطي نحو 20 ألف سنة نموذجية، وتحليل البيانات، وجدنا أن استجابة (التذبذب الجنوبي لظاهرة إل نينيو) للثورات البركانية الستراتوسفيرية تعتمد اعتماداً شديداً على التوقيت الموسمي للثورة البركانية، وحالة الغلاف الجوي والمحيط في منطقة المحيط الهادي في ذلك الوقت».
وقد أظهرت الدراسة، على وجه الخصوص، أنه حتى الثورات البركانية الضخمة للغاية يكون لها تأثير ضئيل على «التذبذب الجنوبي لظاهرة (إل نينيو)» في الشتاء أو الربيع، في حين أن الثورات البركانية الصيفية تؤدي في جميع الأحوال تقريباً إلى استجابة مناخية قوية. وتضيف بريديبايلو: «من الممكن أيضاً تطبيق المبادئ والأساليب التي ابتكرناها في دراستنا على أنواع مختلفة من بيانات الرصد ودراسات التغير المناخي متعددة النماذج في المستقبل، بما يشمل تأثيرات الاحترار العالمي».


مقالات ذات صلة

من الرياض... مبادرة من 15 دولة لتعزيز «نزاهة المحتوى عبر الإنترنت»

الخليج «منتدى حوكمة الإنترنت» التابع للأمم المتحدة تستضيفه السعودية بدءاً من اليوم الأحد وحتى 19 من الشهر الجاري (الشرق الأوسط)

من الرياض... مبادرة من 15 دولة لتعزيز «نزاهة المحتوى عبر الإنترنت»

صادقت 15 دولة من الدول الأعضاء في منظمة التعاون الرقمي، على إطلاق مبادرة استراتيجية متعددة الأطراف لتعزيز «نزاهة المحتوى عبر الإنترنت».

غازي الحارثي (الرياض)
يوميات الشرق الجهاز الجديد يتميز بقدرته على العمل ميدانياً مباشرة في المواقع الزراعية (جامعة ستانفورد)

جهاز مبتكر ينتِج من الهواء مكوناً أساسياً في الأسمدة

أعلن فريق بحثي مشترك من جامعتَي «ستانفورد» الأميركية، و«الملك فهد للبترول والمعادن» السعودية، عن ابتكار جهاز لإنتاج الأمونيا.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
تكنولوجيا تيم كوك في صورة جماعية مع طالبات أكاديمية «أبل» في العاصمة السعودية الرياض (الشرق الأوسط)

رئيس «أبل» للمطورين الشباب في المنطقة: احتضنوا العملية... وابحثوا عن المتعة في الرحلة

نصح تيم كوك، الرئيس التنفيذي لشركة «أبل»، مطوري التطبيقات في المنطقة باحتضان العملية بدلاً من التركيز على النتائج.

مساعد الزياني (دبي)
تكنولوجيا خوارزمية «تيك توك» تُحدث ثورة في تجربة المستخدم مقدمة محتوى مخصصاً بدقة عالية بفضل الذكاء الاصطناعي (أ.ف.ب)

خوارزمية «تيك توك» سر نجاح التطبيق وتحدياته المستقبلية

بينما تواجه «تيك توك» (TikTok) معركة قانونية مع الحكومة الأميركية، يظل العنصر الأبرز الذي ساهم في نجاح التطبيق عالمياً هو خوارزميته العبقرية. هذه الخوارزمية…

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
خاص تم تحسين هذه النماذج لمحاكاة سيناريوهات المناخ مثل توقع مسارات الأعاصير مما يسهم في تعزيز الاستعداد للكوارث (شاترستوك)

خاص «آي بي إم» و«ناسا» تسخّران نماذج الذكاء الاصطناعي لمواجهة التحديات المناخية

«الشرق الأوسط» تزور مختبرات أبحاث «IBM» في زيوريخ وتطلع على أحدث نماذج الذكاء الاصطناعي لفهم ديناميكيات المناخ والتنبؤ به.

نسيم رمضان (زيوريخ)

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية
TT

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

في المستقبل، يمكن تغطية سيارتك الكهربائية بألواح شمسية -ليس فقط على السطح، ولكن في جميع أنحاء الجزء الخارجي من السيارة- بفضل طلاء خاص.

وسواء كنت تقود السيارة أو كانت متوقفة، يمكن لهذا الطلاء الشمسي حصاد الطاقة من الشمس، وتغذيتها مباشرة في بطارية السيارة الكهربائية. وربما يبدو الأمر وكأنه شيء من كتاب خيال علمي، إلا أن الباحثين في شركة «مرسيدس بنز» يعملون بالفعل على جعله حقيقة واقعة.

عجينة لطلاء شمسي

يقول يوشين شميد، المدير الأول لشركة «مستقبل القيادة الكهربائية» Future Electric Drive، للبحث والتطوير في «مرسيدس بنز» الذي يستكشف تقنيات السيارات الكهربائية في مرحلة مبكرة: «نحن ننتج مئات السيارات يومياً، وسطح السيارة مساحة كبيرة جداً. فلماذا لا نستخدمها لحصاد طاقة الشمس؟».

إن المادة الكهروضوئية التي تبحثها شركة مرسيدس تشبه العجينة التي يمكن وضعها على الجزء الخارجي للسيارة. يبلغ سمك الطلاء 5 ميكرومترات فقط (يبلغ متوسط ​​سمك شعرة الإنسان نحو 100 ميكرومتر)، ويزن 50 غراماً لكل متر مربع.

وقود شمسي لآلاف الكيلومترات

في سيارة رياضية متعددة الأغراض SUV متوسطة الحجم، ستشغل العجينة، التي تطلق عليها مرسيدس أيضاً طلاءً شمسياً، نحو 118 قدماً مربعة، ما ينتج طاقة كافية للسفر لمسافة تصل إلى 7456 ميلاً (12000 كم) في السنة. ويشير صانع السيارة إلى أن هذا يمكن أن يتحقق في «ظروف مثالية»؛ وتعتمد كمية الطاقة التي ستحصدها هذه العجينة بالفعل على قوة الشمس وكمية الظل الموجودة.

طلاء مرن لصبغ المنحنيات

ولأن الطلاء الشمسي مرن، فيمكنه أن يتناسب مع المنحنيات، ما يوفر فرصاً أكبر للطاقة الشمسية مقارنة بالألواح الشمسية الزجاجية التي لا يمكن ثنيها، وبالتالي لا يمكن تثبيتها إلا على سقف السيارة أو غطاء المحرك. يُعدّ الطلاء الشمسي جزءاً من طلاء متعدد الخطوات يتضمن المادة الموصلة والعزل والمادة النشطة للطاقة الشمسية ثم الطلاء العلوي لتوفير اللون (يشكل كل ذلك معاً عمق بـ5 ميكرونات).

لن تكون هذه الطبقة العلوية طلاءً قياسياً للسيارات لأنها لا تحتوي على صبغة. بدلاً من ذلك، ستبدو هذه الطبقة أشبه بجناح الفراشة، كما يقول شميد، وستكون مادة شديدة الشفافية مليئة بجسيمات نانوية تعكس الأطوال الموجية من ضوء الشمس. كما يمكن تصميمها لتعكس أطوال موجية محددة، ما يعني أن السيارات الكهربائية يمكن أن تأتي بألوان أخرى.

وسيتم توصيل الطلاء الشمسي أيضاً عن طريق الأسلاك بمحول طاقة يقع بجوار البطارية، الذي سيغذي مباشرة تلك البطارية ذات الجهد العالي.

تأمين أكثر من نصف الوقود

ووفقاً للشركة فإن متوسط سير ​​السائق هو 32 ميلاً (51.5 كم) في اليوم؛ هناك، يمكن تغطية نحو 62 في المائة من هذه الحاجة بالطاقة الشمسية من خلال هذه التكنولوجيا. بالنسبة للسائقين في أماكن مثل لوس أنجليس، يمكن أن يغطي الطلاء الشمسي 100 في المائة من احتياجات القيادة الخاصة بهم. يمكن بعد ذلك استخدام أي طاقة إضافية عبر الشحن ثنائي الاتجاه لتشغيل منزل شخص ما.

على عكس الألواح الشمسية النموذجية، لا يحتوي هذا الطلاء الشمسي على أي معادن أرضية نادرة أو سيليكون أو مواد سامة أخرى. وهذا يجعل إعادة التدوير أسهل. وتبحث «مرسيدس» بالفعل عن كيفية جعل إصلاحه سهلاً وبأسعار معقولة.

يقول شميد: «قد تكون هناك مخاوف من أن سيارتي بها خدش، فمن المحتمل أن لوحة الباب معطلة»، وتابع: «لذا اتخذنا احتياطاتنا، ويمكننا بسهولة القول إن لدينا تدابير مضادة لذلك».

ومع تغطية المركبات الكهربائية بالطلاء الشمسي، لن يكون هناك الكثير من القلق بشأن شبكات الشحن، أو الحاجة إلى قيام الناس بتثبيت أجهزة الشحن في منازلهم. ويقول شميد : «إذا كان من الممكن توليد 50 في المائة أو حتى أكثر من قيادتك السنوية من الشمس مجاناً، فهذه ميزة ضخمة ويمكن أن تساعد في اختراق السوق».

ومع ذلك، فإن حقيقة طلاء سيارتك الكهربائية بالطاقة الشمسية لا تزال على بعد سنوات، ولا تستطيع مرسيدس أن تقول متى قد يتم طرح هذا على طرازاتها، لكنها شركة واثقة من تحقيقها.

* مجلة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا».

اقرأ أيضاً