پيش‌بيني اوضاع جوي با مطالعه خورشيد

با اين حال همواره چنين تصور مي‌شد كه نوسانات جزئي در فعاليت چرخه‌هاي خورشيدي نمي‌تواند تاثير قابل توجهي بر تغييرات جوي زمين داشته باشد اما مطالعات جديد دانشمندان نشان مي‌دهد حتي كوچك‌ترين نوسانات و تغييرات در اين فرآيند مي‌تواند به بروز تغييرات جدي در اوضاع جوي زمين و تغييرات گوناگون آن منتهي شود. 

براساس تازه‌ترين تحقيقات و مطالعات صورت گرفته مشخص شده است ميان چرخه 11 ساله خورشيد موسوم به استراتوسفر و فعاليت‌هاي جوي در منطقه حاره‌اي اقيانوس آرام، ارتباط تنگاتنگ و از نظر بسياري پنهان وجود دارد.

در اين منطقه از اقيانوس آرام، الگوهاي آب و هوايي دوره اي شكل مي‌گيرد كه تقريبا مناطق گسترده‌اي از جهان را تحت تأثير خود قرار مي‌دهد. اكنون تلاش جهاني آغاز شده است كه طي آن پيش‌بيني شكل‌گيري پديده‌هاي مهم جوي در سال‌ها و حتي دهه‌هاي آتي نيز به لطف توجه موشكافانه‌تر به ارتباط ميان خورشيد و اقيانوس‌هاي زمين ميسر خواهد بود.

عقيده بر اين است مطالعاتي اينچنيني مي‌توانند در پيش‌بيني دقيق شكل‌گيري تغييرات و پديده‌هاي آب و هوايي و همچنين شدت آنها نظير باد و باران‌هاي موسمي ‌هند و بارش‌هاي حاره‌اي در اقيانوس آرام به دانشمندان كمك زيادي كنند. 

در اين طرح تحقيقاتي، تيمي ‌متشكل از دانشمنداني از چند كشور جهان به سرپرستي مركز ملي تحقيقات اتمسفريك آمريكا حضور داشتند كه براي دستيابي به الگوهايي دقيق جهت ارائه پيش‌بيني‌هايي درباره تغييرات جوي و تاثيرگذاري چرخه‌ها و نوسانات جزئي خورشيدي بر آنها به سراغ مشاهداتي رفتند كه طي بيش از يك قرن گذشته ثبت شده است. 

در كنار اين گنجينه ارزشمند اطلاعاتي، استفاده از 3 مدل رايانه‌اي قدرتمند به دانشمندان كمك كرده است تا به دنبال پاسخگويي به يكي از سخت‌ترين و در عين حال پيچيده‌ترين پرسش‌ها در دنياي هواشناسي باشند. اگر كل انرژي كه از خورشيد به زمين مي‌رسد تنها يك دهم درصد در طول چرخه 11 ساله فعاليت‌هاي خورشيدي تغيير كند، چگونه چنين نوسان جزئي به ايجاد تغييرات شگرف در الگوهاي آب و هوايي زمين منجر مي‌شود؟ پاسخ به اين پرسش با استناد به اين مطالعه جديد به تاثير خورشيد بر 2 منطقه ظاهرا بي‌ارتباط باز مي‌گردد. 

دانشمندان به اين نتيجه رسيده‌اند كه 2 فاكتور مواد شيميايي موجود در استراتوسفر و دماهاي مختلف در سطح آب اقيانوس آرام در جريان فعاليت‌هاي شديد خورشيدي به‌گونه‌اي تغيير مي‌كنند كه تأثيرگذاري خورشيد بر برخي جنبه‌هاي مختلف جريانات هوايي را تقويت مي‌كند. 

اين تقويت جريان موجب تشديد وزش بادها و بارش‌ها شده و در عين حال بر تغيير دماهاي مختلف سطح آب و پوشش ابري بر مناطق مختلف حاره‌اي و در كل آب و هوايي زمين نيز تاثير تقويت كننده‌اي دارد. مطالعاتي كه در اين طرح انجام شده حاكي از آن است كه خورشيد، استراتوسفر و اقيانوس‌هاي زمين همچون شبكه‌اي با يكديگر در ارتباط هستند كه فرآيندها و پديده‌هايي نظير بارش‌هاي زمستانه در آمريكاي شمالي را تحت تأثير قرار مي‌دهند. 

از اين رو درك نقش چرخه خورشيدي بر اوضاع جوي زمين مي‌تواند دريچه‌هاي تازه‌اي را درخصوص پيش‌بيني الگوهاي آب و هوايي منطقه اي زمين حتي براي چندين دهه آتي بگشايد. 

در اين رهگذر‌ دانشمندان به دنبال آن هستند تا ارتباط دقيقي ميان چرخه 11 ساله خورشيد و پديده‌هاي خاص و پيچيده آب و هوايي بر روي زمين نظير ال نينو پيدا كنند. در اين ميان دانشمندان به اين نتيجه رسيده‌اند كه پديده‌هاي بزرگ و مخربي نظير ال نينو و لانينا با تغييرات ايجاد‌‌شده در فشار موجود در سطح آب اقيانوس‌هاي جهان ارتباط تنگاتنگي دارند.

اين تحقيقات در حالي انجام شده است كه پيش از اين نيز محققاني از مركز ملي تحقيقات اتمسفريك آمريكا براي نخستين بار ارتباط ميان اوج انرژي خورشيدي و جريان آب‌هاي خنك‌تر از حد معمول در منطقه استوايي اقيانوس آرام را كشف كرده بودند.

تيم بين‌المللي دانشمندان در طرح اخير، نظريه جالب‌توجهي را مطرح كرده‌اند كه بر مبناي آن، افزايش جزئي ايجاد شده در انرژي خورشيدي در زمان شكل‌گيري بيشترين لكه‌هاي خورشيدي از سوي لايه ازن اتمسفريك جذب مي‌شود. 

اين انرژي، جريان هواي موجود در استراتوسفر مستقر روي منطقه حاره‌اي زمين را گرم مي‌كند. اينجا منطقه‌اي است كه نور خورشيد انرژي خورشيدي بيشتري جذب مي‌كند. از آنجا كه استراتوسفر به صورت ناهموار و ناهمگون گرم مي‌شود، جريان بادهاي استراتوسفريك نيز با تغييرات زيادي همراه مي‌شود.

اما مدلسازي‌هاي رايانه‌اي ابزار قدرتمندي بوده‌اند كه دانشمندان براي روشن كردن هرچه بهتر ارتباط ميان جزئي‌ترين نوسانات در چرخه‌هاي خورشيدي و تغييرات جوي در سراسر زمين از آنها استفاده كرده‌اند. 

براي اين منظور، تيم دانشمندان از 3 مدل رايانه‌اي استفاده كردند كه با بهره‌گيري از آنها اين امكان براي آنها فراهم شد تا سيستم‌هاي مختلف جوي را به صورت همزمان و همپوشاني‌شده مورد بررسي قرار دهند. 

يكي از اين مدل‌ها به تجزيه و تحليل فعل و انفعالات ميان دماهاي مختلف سطح آب اقيانوس‌ها و لايه‌هاي پاييني اتمسفر مربوط مي‌شود و دانشمندان با استفاده از آن به بررسي دقيق شكل‌گيري جريان‌هاي خنك آبي در منطقه استوايي اقيانوس آرام آن هم در جريان سال‌هايي كه بيشترين فعاليت خورشيدي روي مي‌دهد، پرداخته‌اند. 

در 2‌مدل ديگر نيز دانشمندان به بررسي هرگونه ارتباط و فعل و انفعال ميان اقيانوس‌ها و لايه‌هاي اتمسفري پرداختند و به نتايج اميدواركننده‌اي نيز دست يافتند. آنها به اين مدل‌ها و نتايجي كه در آينده از آنها به دست مي‌آورند اميدواري‌هاي زيادي دوخته‌اند. به گفته آنها با كمك اين مدل‌ها، ارتقاي متناوب و افزايش قدرت محاسباتي آنها و همچنين مشاهدات علمي‌ بيشتر مي‌توان رموز بيشتري از چگونگي تأثيرگذاري فعاليت‌هاي خورشيدي و چرخه‌هاي 11 ساله آن بر زمين و تغييرات جوي آن را برملا كرد. 

اهميت نتايج تحقيقاتي از اين دست زماني از ارزش و اعتبار بيشتري برخوردار مي‌شود كه وزش تندبادهاي شديد و مخرب دريايي در مناطق حاره‌اي زمين همه ساله خسارات مالي و جاني قابل توجهي برجاي مي‌گذارد، در حالي كه دانش بشري صرفا در محيط‌هاي آزمايشگاهي به موفقيت‌هايي در زمينه پيش‌بيني شكل‌گيري چنين جرياناتي دست يافته است.

در حال حاضر سازمان‌ها و مراكز علمي‌ و تحقيقاتي گسترده‌اي نظير ناسا چشم به تحقيقاتي از اين دست دوخته‌اند. 

در حالي كه در سال‌هاي آتي دور تازه‌اي از پرتاب‌هاي فضايي آغاز مي‌شود، پيش‌بيني دقيق اوضاع جوي و سطح تاثيرگذاري خورشيد بر آن ضمن صرفه جويي‌هاي كلان مالي مي‌تواند به ارائه تضميني براي انجام بموقع و سلامت بيشتر آنها كمك كند. 

اكنون به نظر مي‌رسد نگاه دانشمندان به خورشيد و تاثيرگذاري آن بر زمين و تغييرات جوي آن نسبت به گذشته دگرگون شده است و دانشمندان تلاش مي‌كنند از كنار جزئي‌ترين نوسانات در چرخه و فعاليت‌هاي خورشيدي نيز بي‌تفاوت نگذرند.