page contents
تحقيق علميمواضيع العدد ١٠

موجات الحرارة التي اجتاحت العديد من دول العالم، هل لنشاط الشمس دور فيها؟

موجات الحرارة التي اجتاحت العديد من دول العالم، هل لنشاط الشمس دور فيها؟




يشهد العالم حاليا أشد السنوات حرارة، حسب المركز الاتحادي الأميركي للبيانات المناخية، مما أدى إلى انتشار الجفاف في معظم أنحاء العالم. غير أنه في الوقت نفسه سُجلت في بعض المناطق درجات حرارة هي الأكثر انخفاضا منذ سنوات. وقال رئيس قسم تحليل المناخ في المركز جاي لوريمور إن درجات الحرارة في الأشهر الستة الأولى من عام 2010 م كانت أعلى من نظيراتها التي سجلت عام 2008 م بواقع 0.03  درجة فهرنهايت.

وعزا الخبير الأميركي ارتفاع درجة الحرارة إلى ظاهرة النينو، وأضاف أنه خلال الجزء الأول من العام الجاري أسهمت هذه الظاهرة في ارتفاع درجات الحرارة ليس فقط في منطقة المحيط الهادي الاستوائية بل في العالم أيضا.

ففي الولايات المتحدة حطم شهر يونيو/حزيران الماضي الرقم القياسي في درجة الحرارة، كما سجلت الحرارة خلال الفترة الممتدة ما بين أبريل/نيسان ويونيو/حزيران ارتفاعا قياسيا لم يسجل من قبل.

واعتبرت درجة حرارة الأرض المسجلة خلال يونيو/ حزيران الماضي الأكثر سخونة، حيث ارتفعت بما قدره 1.07  درجة مئوية مقارنة مع نفس المعدل المسجل خلال القرن الماضي.

وأعلن مركز الاتحاد الأميركي للبيانات المناخية الذي يجري تحليلا شهريا لدرجات الحرارة ويقارنها ببيانات تعود إلى العام 1880 م، أن المناطق التي تعرضت لأكثر موجات الحرارة ارتفاعاً كانت في البيرو، ووسط وشرق الولايات المتحدة، إضافة إلى شرق وغرب القارة الآسيوية.

كما تعاني مناطق أخرى من الجفاف الشديد، حيث يعاني شمال تايلند من جفاف هو الأشد منذ 20 عاما، في حين تشهد الأراضي الفلسطينية أطول وأسوأ جفاف منذ عشرينيات القرن الماضي.

أما بريطانيا ورغم موجة الفيضانات القوية التي اجتاحتها خلال الشتاء المنصرم، فإنها تعاني حاليا من عام هو الأكثر جفافا منذ 929 م.

وفي روسيا سجلت درجات الحرارة في هذا الصيف مستويات قياسية غير طبيعية لم تشهدها البلاد منذ ألف عام حسب رئيس هيئة رئيس هيئة الأرصاد الجوية الروسية ألكسندر فرولوف. وذكر فرولوف أنه بإمكان العلماء الحصول على معلومات حول حالة الجو في الماضي بعدة طرق، منها تحليل رواسب البحيرات. وأضاف: لدينا أرشيف للأوضاع الجوية الخطرة، ويمكن القول إن بلادنا لم تشهد ارتفاع حرارة الجو إلى هذه المستويات منذ ألف عام.

وتسببت موجة القيظ في مضاعفة نسبة الوفيات في العاصمة موسكو التي يغطيها دخان الحرائق ويحجب الرؤية إلى اقل من مئة متر، حيث سجلت 700 وفاة يومياً خلال الأيام الماضية في مقابل 360 أو 380 وفاة عادة.

موجة القيظ: هي ارتفاع عام في درجات الحرارة لمدة أيام متواصلة.

النينو El Nino ظاهرة جوية متكررة بدون نسق معين مرتبطة بتيار مائي دافئ يتحرك شرقا في المحيط الهادي المداري بحركة راجعة غير اعتيادية، يستغرق وصوله بحدود ثلاثة أشهر مقتربا من سواحل الاكوادور والبيرو، مسببا توقف تيار المياه البارد وحركات التقلب الراسي السائدة عموما في هذا المكان. والنينو ظاهره مناخية شاذة ترافقها عملية تسخن غير طبيعية لطبقة المياه السطحية في المنطقة الشرقية من المحيط الهادي .

وقد أطلق عليها صيادي السمك في هذه المنطقة اسم الطفل المسيح (El Nino بالإسبانية) بسبب حدوثها بسبب حدوثها الشائع في فصل الشتاء والذي يتزامن مع أعياد الميلاد. ويطلق عليها اسم الطفل المذكر تمييز لها عن الوجه الآخر للنينو الذي يدعي الطفل المؤنث لانينيا (La Nina) والتي تمثل حالة شذوذ أخرى في المنطقة نفسها. إن هذه الظاهرة بشقيها تمثل الوجه الأخر للنوسان )التأرجح( الجنوبي الذي يعني التأرجح في نظام الضغط الجوي في المنطقة الجنوبية من المحيط الهادي. كما أن لظاهرة النينو ارتباط وثيق بنشوء الأعاصير التي تضرب القارة الأميركية.

ورغم هذا القيظ الشديد فإنه لا يزال يتوجب –حسب الخبراء- الانتظار إلى نهاية هذا العام لمعرفة إلى أي حد ارتفعت درجة الحرارة، وإمكانية مقارنتها بالعام 2005 أكثر الأعوام ارتفاعا من حيث درجات الحرارة.

هذا وقد اتخذت بعض الدول إجراءات احترازية لحماية مواطنيها، ففي إيطاليا مثلاً أصدرت سُلطات الوقاية المدنية تحذيرات من موجات الحرّ في مختلف أرجاء البلاد، ووضعت وزارة الصحة الإيطالية رقما هاتفيا مجانيا يهدف إلى التعامل مع الحالات الطارئة ومساعدة السكان الذين يعانون من صعوبات ومشاكل صحية نتيجة ارتفاع حرارة الجو. حيث توقعت أن تصل درجة الحرارة في العاصمة روما مستويات قياسية تتراوح ما بين 42  و43 درجة سيلسيوسية.

وعلى الرغم من ارتفاع درجات الحرارة في بعض مناطق العالم، فقد سُجلت في مناطق أخرى مستويات منخفضة للحرارة لم تسجل من قبل في هذه الفترة من السنة، ففي الصين أعلن المركز القومي للأرصاد الجوية أن إقليم غيزهو الواقع جنوب البلاد شهد خلال الشهر الماضي درجات حرارة هي الأكثر برودة على الإطلاق.

وفي أوروبا أعلن المكتب الإسباني للأرصاد الجوية أن متوسط درجة الحرارة خلال الشهر الماضي في معظم مناطق البلاد كان الأكثر انخفاضا منذ العام 1997 م. 

السؤال الذي يطرح نفسه، ما هو سبب هذه التقلبات الحرارية؟ وهل للنشاط الشمسي والرياح الشمسية Solar wind دور فيها؟  

للإجابة عن هذا السؤال لابد لنا من فهم طبيعة الشمس و آلية عملها.

تُصنف الشمس على أنها نجم قَزم من النوع الطيفي في أوج شبابها، أي من نجوم سلسلة التتابع الرئيسي،G2 على مخطط هرتسبرنغ- رسل. وهي واحدة من مئة ألف مليون نجم في مجرتنا مجرة درب التبانة.

تُقدر كتلة الشمس بحوالي 1,989×1030 كغم ويبلغ قطرها 1,39 مليون كم، ودرجة حرارة سطحها 5800  كلفن، فيما تُقدر درجة حرارة باطنها بـ 15,6 مليون كلفن.

وتحتل الشمس أكثر من % 99,8 من كتلة النظام الشمسي فيما يحتل المشتري الأغلبية الباقية و هذا يدل على ضِخمها مقارنة بالكواكب.




وتتركب الشمس من % 70 هيدروجين و % 28 هيليوم و 2% عناصر أخرى، وهذه النسب تتغير مع الزمن حيث يندمج الهيدروجين معطياً الهيليوم في باطن الشمس. وتدور الشمس حول نفسها دوراناً تفاضلياً، حيث يبلغ زمن دورتها حول نفسها عند خط الاستواء 25 يوماً ونصف، فيما يبلغ 36 يوماً عند القطبين. ويُعزى هذا إلى أن الشمس ليست جسماً صلباً كالأرض.

مصدر الطاقة الشمسية كما ذكرنا هو التفاعل النووي الاندماجي لذرات الهيدروجين محولاً إياها إلى ذرات هيليوم، و يتحول فرق الكتلة إلى طاقة. حيث يتحول في كل ثانية 700 مليون طن من الهيدروجين إلى 695 مليون طن من الهيليوم والباقي 5 مليون طن (ما يعادل 3.86×1033 أرغ، الأرغ يعادل 10-7 جول =غم.سم22) يتحول إلى طاقة تُطلق على شكل أشعة جاما. ومع انطلاقها من باطن الشمس إلى سطحها يتم امتصاصها وإعادة إشعاعها على شكل أمواج ذات ترددات اقل إلى أن تصل إلى الترددات المرئية مع وصولها إلى السطح. وتنتقل الطاقة في الطبقات العليا من الشمس) أخر 20% من قطر الشمس (عن طريق الحمل (Convection).

بالإضافة إلى الحرارة والضوء، تبعث الشمس جسيمات مشحونة ذات كثافة قليلة معظمها من الإلكترونات والبروتونات، وتعرف باسم الرياح الشمسية وتنتشر عبر النظام الشمسي بسرعة تصل إلى 450 كم/ث. وعند وصول تلك الرياح الشمسية بالإضافة إلى الجسيمات ذات الطاقة العالية التي تُطلقها الشمس إلى الكرة الأرضية فإنها تؤثر على خطوط نقل الطاقة والاتصالات، بالإضافة إلى ظاهرة الشفق القطبي (aurora boealis) وهي الألوان الجميلة التي تظهر في الليل حول المناطق القطبية التي تنشأ بفعل تلك الرياح أنظر شكل 1 وشكل 2.

موجات الحرارة التي اجتاحت العديد من دول العالم، هل لنشاط الشمس دور فيها؟
شكل 1: صورة لدفقة من الرياح الشمسية التي تنتشر عبر النظام الشمسي بسرعة تصل إلى 450 كم/ث.

موجات الحرارة التي اجتاحت العديد من دول العالم، هل لنشاط الشمس دور فيها؟
شكل 2: تفاعل الرياح الشمسية مع المجال المغناطيسي للكرة الأرضية، وظهور الشفق القطبي بالقرب من قُطبي الأرض نتيجة لذلك.

وللنشاط الشمسي دورة تبلغ مدتها 11 سنة مرتبطة بالمجال المغناطيسي للشمس كما يُظهر الشكل 3 والشكل 4، وقد وصل النشاط الشمسي إلى قمته في عام 2001 م و سيصل إلى القمة التالية عام 2013 م  (شكل 5) وقد أُطلقت العديد من المركبات الفضائية لدراسة الشمس والنشاط الشمسي أهمها Wind وSOHO وACE.

موجات الحرارة التي اجتاحت العديد من دول العالم، هل لنشاط الشمس دور فيها؟
شكل 3: دورة النشاط الشمسي من عام 1975 م إلى عام 2005 م.

موجات الحرارة التي اجتاحت العديد من دول العالم، هل لنشاط الشمس دور فيها؟
شكل 4: صور للشمس في الأعوام 1997و1988 و1999 تبين ازدياد النشاط الشمسي مع اقتراب دورته من القمة.

وفي النصف الثاني من القرن السابع عشر ظهر انخفاض ملموس في النشاط الشمسي وعدد البقع الشمسية، 

موجات الحرارة التي اجتاحت العديد من دول العالم، هل لنشاط الشمس دور فيها؟
شكل 5: صورة للشمس في شهر آب هذا العام و يظهر عليها ازدياد النشاط الشمسي الذي سيصل أوجه عام 2012 م.

وعُرفت تلك الفترة بنهاية ماوندر الصُغرى، حيث ترافقت مع انخفاض درجات الحرارة بشكل كبير في أوروبا وأمريكا الشمالية، وسُميت بالعصر الجليدي الصغير. ولكن إلى الآن مازالت العلاقة بين نهاية ماوندر الصُغرى والعصر الجليدي الصغير موضع التساؤل.

البقع الشمسية: هي مناطق تظهر على السطح الخارجي للشمس، ودرجة حرارتها أقل بحوالي  2000 درجة سيلسيوسية عن محيطها، ولها علاقة بزيادة النشاط الشمسي والمجال المغناطيسي الشمسي.

وعلى مر السنين أُجريت العديد من الدراسات حول علاقة المناخ الأرضي بالنشاط الشمسي، فمثلاً توصل في دراسة له إلى وجود علاقة قوية بين درجات حرارة الكرة الأرضية  بالنشاط الشمسي فمثلا توصل أوسكين (Usokin 2005) في دراسة له إلى وجود علاقة قوية بين درجات حرارة الأرض والنشاط الشمسي عبر الـ 1150 عام الماضية. ولكن منذ عام1975 م ازدادت درجات الحرارة مع عدم وجود تغير واضح في النشاط الشمسي أو أي زيادة في الرياح الشمسية (شكل 6)، مما يحذو بنا إلى البحث عن سبب آخر لارتفاع معدلات الحرارة كما تقول الدراسة.

موجات الحرارة التي اجتاحت العديد من دول العالم، هل لنشاط الشمس دور فيها؟
شكل 6: (الخط الأحمر الدقيق) تغيرات درجات الحرارة الأرضية السنوية مع معدلات الإشعاع الشمسي السنوي)الخط الأزرق الدقيق). الخط الثخين لكل منهما ثُميل متوسط القيم لكل 11سنة.

وقد أُكدت تلك النتيجة من قبل العديد من الباحثين حول العالم، نذكر منهم:

بنيستاد (Benestad 2009)، والذي خلص إلى ان نسبة تأثير الشمس على الدفيئة الكونية Global warming حوالي 7% للقرن العشرين، وقيمة يمكن إهمالها للأعوام ما بعد 1980م.

لوكوود (Lockwood 2008)، والذي خلص إلى ان تأثير الشمس انخفض خلال السنوات العشرين الماضية، بينما استمرت درجات حرارة الهواء بالارتفاع.

هذا بالإضافة إلى كل من Lean 2008، Ammann 2007، Foukal 2006 ، Scafetta 2006، والذين خَلُصوا إلى نتائج مُشابهه.

إذاً لابد من البحث عن سبب آخر للاضطرابات الجوية التي تَعاني منها الكرة الأرضية هذه السنوات. وهنا لا يمكن إهمال تأثير الملوثات الناتجة عن الأنشطة البشرية مثل غازات الدفيئة والكلوروفلوركربونات وغيرها، التي تحتاج إلى مقال خاص.

هذا وقد نشرت مجلة “ نيوساينتست “ في عددها الصادر يوم 11 اغسطس/ آب مقالة جاء فيها أن الحرّ الشديد الذي لم تشهده روسيا سابقا والأمطار الغزيرة التي شهدتها باكستان وبعض مناطق الصين هي نتيجة لظاهرة شاذة يعتبرها العلماء لغزا بسبب توقف حركة التيارات الهوائية السريعة عادة في طبقات الجو العليا… وتنقل المجلة عن مايكل بليكبيرن احد العاملين في جامعة مدينة ريدينغ “توقف كل شيء في الجو بشكل مفاجئ… وتجمد كل شيء في النصف الشمالي من الكرة الأرضية.

ويشير بليكبيرن الى انه تجري على ارتفاع 7-12 كم التيارات الهوائية “ النفاثة “ التي تحدد الظروف المناخية للأرض وتضمن استقرارها. وتتحرك هذه التيارات في النصف الشمالي للكرة الأرضية باتجاه الشرق متغلبة على ما يسمى بموجات “روسبي”  المتجهة نحو الغرب والتي تتشكل بنتيجة دوران الكرة الأرضية.

لقد برزت ظاهرة شاذة في طبقات الجو العليا تعمل على معادلة التيارات الهوائية بحيث تعاكسها بالاتجاه وتوقف حركتها، ففي يونيو/ حزيران الماضي تشكلت هذه الظاهرة فوق الولايات المتحدة الأمريكية ومن ثم في يوليو/ تموز فوق قارة اوراسيا. ونتيجة لذلك توغلت تيارات الهواء الساخن القادمة من أفريقيا في المحيط الجوي فوق روسيا وانحصرت هناك، وحسب قول جمدت آلية دوران التيارات الهوائية، وحسب قول الخبير البريطاني “جمدت آلية دوران التيارات الهوائية في طبقات الجو العليا”.

كم من الوقت ستستمر هذه الظاهرة الشاذة أمر غير معلوم، إلا أن مايكل بليكبيرن يقول أنها غير مرتبطة بالتغيرات المناخية الناتجة عن تسخين جو الكرة الأرضية.

هذا وقد انحسرت تلك الظاهرة فوق روسيا يوم الأحد15 آب/ أغسطس 2011، حيث ضربت جبهة هوائية باردة شمال غربي روسيا متسببة بعواصف عنيفة وخسائر كبيرة، ومن ثم توجهت إلى موسكو بعد موجة الحر والحرائق التي شهدتها في الفترة الماضية.

ولا يمنع هذا أن يكون النشاط الشمس هو المسؤول عن تلك الظاهرة، حيث أن كوكب الأرض يتعرض حاليا إلى موجات حرارة عالية وشديدة، قادمة من الشمس جراء الانفجارات القوية التي حدثت فيها منذ أيام قليلة والتي أطلقت عليها وكالة الفضاء الأمريكية)ناسا( وصف  )تسونامى الشمس(. فقد صرّح الدكتور صلاح محمد محمود رئيس المعهد القومي للبحوث الفلكية والجيوفيزيائية المصري لوكالة أنباء الشرق الأوسط يوم الأحد 11 آب/أغسطس إلى أن الانفجارات الشمسية التي حدثت مؤخرا أدت إلى ارتفاع درجة الحرارة وأثرت على الغلاف الجوي للأرض وبالتالي تكون هذه الانفجارات مصدرا لارتفاع درجة الحرارة، نافيا أن تكون مؤشرا لأخطار أخرى أو مسببا لانقطاع الاتصالات على الأرض، حيث أنها تتكرر في دورة شمسية ثابتة طولها11 عاما وتشمل قمة وقاع على التوالي وتتكرر بصفة ثابتة ومنتظمة منذ الأزل.

وقال الدكتور محمد سليمان أستاذ أبحاث الشمس المتفرغ بالمعهد إن الدورة الشمسية الحالية في الجزء الأول لصعود النشاط الشمسي من القاع للقمة، لافتا إلى أن بدايتها كانت قبل عامين ورغم هذا فقد حدثت طفرات فيها فعلى الرغم من أن بدايتها من المفترض أن تكون هادئة إلا أنها تميزت بنوع من النشاط غير الهادئ أثر على مناخ الكرة الأرضية وهو ما لم يكن متوقعا.

وأكد أنه على الرغم من عدم إمكانية التنبؤ عما إذا ما كانت حالة عدم هدوء النشاط الشمسي ستستمر أم لا، إلا أنه يمكن الجزم بأنها لن تستمر طويلا، حيث يبلغ النشاط الشمسي ذروته العظمى في أيار/مايو 2013 م وليس بالضرورة أن يسبب هذا النشاط ارتفاعا في درجة حرارة الأرض.

وأضاف اذا كان الانفجار الشمسي قد تسبب في ارتفاع درجة الحرارة على كوكب الأرض، إلا أنه ليس السبب الوحيد فهناك عوامل أخرى فمشكلة الاحتباس الحراري تسهم في ارتفاع درجة الحرارة نسبيا. 

الوسوم

د./ مشهور أحمد الوردات

أستاذ الفيزياء الفلكية المُساعد رئيس قسم الفيزياء – جامعة الحسين بن طلال- الأردن - عضو الاتحاد العربي لعلوم الفضاء والفلك

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

إغلاق
إغلاق