راز بادهای کند در «آرامگان استوایی» چیست؟ تحقیقات نوین پاسخ می‌دهند

بیش از یک قرن است که منطقه‌ای مرموز در اقیانوس‌های گرمسیری به نام «آرامگان استوایی» (Doldrums) که به خاطر بادهای کم سرعت خود شناخته شده است، به عنوان یکی از معماهای بزرگ جو زمین در نظر گرفته شده بود. اما حالا، تحقیقات جدید منتشر شده در مجله Geophysical Research Letters نشان می‌دهد که ممکن است علت کمبود باد در این منطقه با آنچه پیشتر تصور می‌شد، متفاوت باشد. این پژوهش که توسط جولیا ویندمیلر (Julia Windmiller)، دانشمند جو از مؤسسه ماکس پلانک انجام شده است، نظریه‌های سنتی درباره‌ی این منطقه را زیر سؤال برده و دیدگاه جدیدی را در مورد علت وقوع این پدیده ارائه می‌دهد. با ما در دیجی رو همراه باشید.

آرامگان استوایی: نگاهی به گذشته

در طول عصر کشتی‌های بادبانی، ملوانان همواره از گرفتار شدن در منطقه آرامگان استوایی وحشت داشتند. این منطقه که در نواحی گرمسیری نزدیک به استوا قرار دارد، به دلیل بادهای بسیار کند و گاه حتی نبود باد، به کابوسی برای ملوانان تبدیل شده بود. آرامگان استوایی، که به نام منطقه همگرایی درون‌حاره‌ای (Intertropical Convergence Zone) نیز شناخته می‌شود، به خاطر برخورد توده‌های هوای گرم که از دو طرف استوا به سمت یکدیگر حرکت می‌کنند و بالا می‌روند، منطقه‌ای با فشار پایین و بادهای کم سرعت را شکل داده است.

تئوری‌های سنتی بر این باور استوار بودند که این توده‌های هوای گرم، به علت گرمای زیاد، به سمت بالا حرکت می‌کنند، ابرهایی تشکیل می‌دهند و طوفان‌هایی در نزدیکی استوا ایجاد می‌کنند. به اعتقاد دانشمندان قدیمی، این جریانات هوایی که به نام گردش سلولی هادلی (Hadley Cell) شناخته می‌شوند، باعث ایجاد مناطقی با بادهای بسیار کند در نزدیکی استوا می‌شود. اما این تئوری همیشه به صورت دقیق مورد آزمایش قرار نگرفته بود.

به چالش کشیدن نظریه سنتی: بررسی دقیق آرامگان استوایی

جولیا ویندمیلر، در تحقیقات خود داده‌های هواشناسی منطقه همگرایی درون‌حاره‌ای را بین سال‌های 2001 تا 2021 مورد تجزیه و تحلیل قرار داد. او همچنین از داده‌های بویه‌های اقیانوسی بین سال‌های 1998 تا 2018 استفاده کرد تا پدیده‌های مربوط به سرعت بادهای کم در این منطقه را بررسی کند (بویه‌های دریایی نوعی از علائم دریایی شناور و سازه های دریایی سنگین هستند). وی توانست الگوهایی را شناسایی کند که به تئوری سنتی همگرایی هوا در آرامگان استوایی چالش جدی وارد می‌کرد.

ویندمیلر دریافت که رویدادهای سرعت باد کم، که به عنوان بادهایی با سرعت کمتر از 3 متر بر ثانیه (یا 5 گره دریایی) تعریف می‌شوند، با شرایط جوی بدون ابر، دماهای پایین‌تر و نبود بارش همراه هستند. این نشانه‌ها به وجود توده‌های هوای در حال نزول و پراکنده شدن آن‌ها در سطح زمین اشاره دارند، نه توده‌های هوای در حال صعود که پیشتر به عنوان علت اصلی کمبود باد شناخته می‌شدند.

تناقض در مدل سنتی

نظریه سنتی به این نکته اشاره داشت که توده‌های هوای گرم در حال صعود، باعث ایجاد مناطقی با فشار پایین و بادهای کم سرعت می‌شوند. اما مشکل اینجا بود که این تئوری تنها زمانی می‌توانست به طور کامل منطقه‌ای وسیع از بادهای کند را توضیح دهد که داده‌ها به صورت میانگین در طول زمان‌های طولانی (چندین روز یا هفته) تجزیه و تحلیل می‌شدند. در زمان‌های کوتاه‌تر، این همگرایی هوای صعودی قادر به ایجاد مناطق بزرگ و باد کم سرعت برای مدت طولانی نبود.

ویندمیلر توضیح می‌دهد:

این پارادوکس منطقی وجود دارد که جریانات هوای صعودی در بازه‌های زمانی کوتاه نمی‌توانند مناطقی با باد کم سرعت در مقیاس بزرگ ایجاد کنند.

داده‌های جدید: بازنگری در علت ایجاد آرامگان استوایی

تحلیل داده‌های جوی و اقیانوسی نشان داد که در واقع بیشتر هوای داخل منطقه همگرایی درون‌حاره‌ای در حال نزول است تا صعود. این پدیده باعث می‌شود که مناطق وسیعی از آرامگان استوایی با روزهای آرام و بدون باد روبرو شوند. برخلاف تئوری سنتی که تصور می‌کرد هوای صعودی در مقیاس‌های وسیع باعث ایجاد مناطق باد کم سرعت می‌شود، تحقیقات ویندمیلر نشان داد که در واقع هوای نزولی باعث ایجاد این مناطق است.

همچنین، داده‌ها نشان داد که رویدادهای باد کم سرعت در آرامگان استوایی به طور متوسط تنها در حدود 5 درصد از این منطقه رخ می‌دهد، اگر چه در برخی مناطق مانند اقیانوس اطلس شرقی در فصل تابستان نیمکره شمالی، این رویدادها می‌توانند تا 21 درصد از منطقه را پوشش دهند.

تأثیرات تحقیقات جدید

ویندمیلر معتقد است که این یافته‌ها می‌توانند تأثیرات مهمی بر مدل‌های آب و هوایی مدرن داشته باشند. این مدل‌ها با شبیه‌سازی دقیق مناطقی با باد کم سرعت در اقلیم‌های گرمسیری مشکل دارند و با درک بهتر از آرامگان استوایی، ممکن است مدل‌های پیش‌بینی بارش و الگوهای باد بهبود یابند.

تحقیقات جدید نه تنها تئوری سنتی را به چالش می‌کشند، بلکه مسیر جدیدی برای بررسی‌های بیشتر باز می‌کنند. به عنوان مثال، یکی از سؤالاتی که هنوز پاسخ روشنی ندارد این است که چه عاملی باعث ایجاد توده‌های هوای نزولی در مقیاس بزرگ می‌شود. برخی فرضیه‌ها شامل سیستم‌های همرفتی بزرگ و جریان‌های هوای پایین‌بر در پی این سیستم‌ها یا تفاوت‌های رطوبتی است که باعث سرد شدن و نزول هوا می‌شوند.

نگاهی به آینده: بازنگری در پدیده‌های جوی

این تحقیق تازه، فرصتی برای بازنگری در بسیاری از فرضیات قدیمی ارائه می‌دهد. همان‌طور که ویندمیلر می‌گوید:

دیگر نمی‌توانیم رویدادهای مربوط به بادهای کند را با همان توضیحات قبلی تفسیر کنیم.

این تحقیقات نشان می‌دهد که بسیاری از پدیده‌های طبیعی که مدت‌ها به عنوان حقایق مسلم در نظر گرفته می‌شدند، نیاز به بررسی مجدد دارند و ممکن است نتایج آن‌ها کاملاً متفاوت از انتظارات گذشته باشند.

همچنین این یافته‌ها می‌تواند برای ملوانان مدرن که به دلیل اختراع موتورهای دیزلی دیگر با مشکلات آرامگان استوایی مواجه نیستند، الهام‌بخش باشد، چرا که به ما یادآوری می‌کند طبیعت همچنان پر از ناشناخته‌ها و رازهای فراوان است.

جمع‌بندی

تحقیقات ویندمیلر به ما یادآوری می‌کند که علم همیشه در حال تحول است و مفاهیم و فرضیات قدیمی باید با داده‌ها و ابزارهای جدید به چالش کشیده شوند. آرامگان استوایی، که برای قرن‌ها به عنوان یک معمای بزرگ در جغرافیای جوی باقی مانده بودند، اکنون با چشم‌اندازی تازه و توضیحاتی جدید در حال روشن شدن است.

این تحقیق همچنین به ما نشان می‌دهد که با بررسی دقیق‌تر پدیده‌های طبیعی، می‌توانیم درک بهتری از دینامیک‌های جوی و اقلیمی جهان پیدا کنیم و بهبودهای مهمی در مدل‌های پیش‌بینی آب و هوا و تغییرات اقلیمی حاصل کنیم. این گونه دستاوردها نشان از اهمیت تحقیقات علمی دقیق و بازبینی مفاهیم پذیرفته شده دارد، چرا که ممکن است پاسخ‌های واقعی به مسائلی که به ظاهر ساده به نظر می‌رسند، هنوز در پس پرده‌ای از پیچیدگی‌های ناشناخته نهفته باشند.