درجة حرارة سطح البحر

درجة حرارة سطح البحر منذ عام 1979 في المنطقة خارج القطب (بين خط عرض 60 درجة جنوباً وخط عرض 60 درجة شمالاً) [ 1 ]

درجة حرارة سطح البحر (أو درجة حرارة سطح المحيط ) هي درجة حرارة مياه المحيط القريبة من السطح. يختلف تعريف السطح في المراجع العلمية وفي الواقع العملي، وعادةً ما تتراوح بين 1 مليمتر (0.04 بوصة) و 20 مترًا (70 قدمًا) تحت سطح البحر . تؤثر درجات حرارة سطح البحر بشكل كبير على الكتل الهوائية في الغلاف الجوي للأرض ضمن مسافة قصيرة من الشاطئ. وللدوران الحراري الملحي تأثير كبير على متوسط ​​درجة حرارة سطح البحر في معظم محيطات العالم. [ 2 ]  

يمكن أن تؤدي درجات حرارة سطح البحر الدافئة إلى نشوء الأعاصير المدارية وتقويتها فوق المحيط . كما يمكن أن تُسبب الأعاصير المدارية تيارًا باردًا خلفها، وذلك نتيجةً لاختلاط مضطرب للطبقة العليا من المحيط حتى عمق 30 مترًا (100 قدم) . تتغير درجة حرارة سطح البحر خلال اليوم، تمامًا كما هو الحال مع الهواء فوقه، ولكن بدرجة أقل. ويكون التغير في درجة حرارة سطح البحر أقل في الأيام العاصفة مقارنةً بالأيام الهادئة. 

يمكن أن تؤدي درجات حرارة سطح البحر الساحلية إلى توليد تيارات صاعدة بفعل الرياح البحرية ، مما قد يُؤدي إلى تبريد أو تدفئة الكتل الأرضية المجاورة بشكل ملحوظ، إلا أن المياه الضحلة فوق الجرف القاري غالبًا ما تكون أكثر دفئًا. ويمكن أن تُسبب الرياح البرية ارتفاعًا ملحوظًا في درجات الحرارة حتى في المناطق التي تكون فيها التيارات الصاعدة ثابتة نسبيًا، مثل الساحل الشمالي الغربي لأمريكا الجنوبية . وتُعد قيم درجة حرارة سطح البحر الساحلية مهمة في التنبؤات الجوية العددية ، إذ تؤثر درجة حرارة سطح البحر على الغلاف الجوي أعلاه، كما هو الحال في تكوين نسيم البحر والضباب البحري .

من المرجح جدًا أن يكون متوسط ​​درجة حرارة سطح البحر العالمي قد ارتفع بمقدار 0.88  درجة مئوية بين عامي 1850-1900 و2011-2020 نتيجة للاحتباس الحراري ، مع حدوث معظم هذا الارتفاع (0.60  درجة مئوية) بين عامي 1980 و2020. [ 3 ] : 1228 وترتفع درجات الحرارة فوق اليابسة بوتيرة أسرع من درجات حرارة المحيطات ، وذلك لأن المحيطات تمتص حوالي 90% من الحرارة الزائدة الناتجة عن تغير المناخ . [ 4 ]

التعريفات

المصدر: ClimateReanalyzer ، OurWorldInData

درجة حرارة سطح البحر، أو درجة حرارة سطح المحيط، هي درجة حرارة الماء القريبة من سطح المحيط . يختلف المعنى الدقيق للسطح باختلاف طريقة القياس المستخدمة، ولكنه يتراوح بين 1 مليمتر (0.04 بوصة) و 20 مترًا (70 قدمًا) تحت سطح البحر .  

للمقارنة، ترتبط درجة حرارة سطح البحر بالطبقة العليا التي يبلغ سمكها حوالي 20 ميكرومتر من سطح المحيط.

لا يُحدد تعريف درجة حرارة سطح البحر الذي اقترحته الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) عدد الأمتار، بل يُركز أكثر على تقنيات القياس: درجة حرارة سطح البحر هي "درجة الحرارة الكلية تحت السطح في الأمتار القليلة العليا من المحيط، والتي تُقاس بواسطة السفن والعوامات والزوارق العائمة. [...] كما تُستخدم قياسات الأقمار الصناعية لدرجة حرارة الطبقة السطحية (الطبقة العليا؛ بسماكة ميكرومتر واحد) في نطاق الأشعة تحت الحمراء، أو السنتيمتر العلوي تقريبًا في نطاق الموجات الميكروية، ولكن يجب تعديلها لتتوافق مع درجة الحرارة الكلية." [ 5 ] : 2248

تُسمى درجة الحرارة الواقعة أسفل ذلك بدرجة حرارة المحيط أو درجة حرارة أعماق المحيط . وتختلف درجات حرارة المحيط (على عمق يزيد عن 20 مترًا تحت السطح) باختلاف المنطقة والوقت، وتساهم في تغيرات المحتوى الحراري للمحيط وتكوين طبقاته . [ 3 ] ويُعدّ ارتفاع درجة حرارة سطح المحيط وأعماقه من أهم آثار تغير المناخ على المحيطات . [ 3 ]

مدى "السطح"

يتأثر امتداد سطح المحيط إلى أعماقه بكمية الاختلاط الحاصل بين المياه السطحية والمياه العميقة. ويعتمد ذلك على درجة الحرارة: ففي المناطق الاستوائية،  تكون الطبقة السطحية الدافئة التي يبلغ عمقها حوالي 100 متر مستقرة نسبيًا ولا تختلط كثيرًا بالمياه العميقة، بينما بالقرب من القطبين، يؤدي التبريد الشتوي والعواصف إلى زيادة كثافة الطبقة السطحية، فتختلط إلى أعماق كبيرة ثم تعود إلى وضعها الطبقي في الصيف. ولهذا السبب، لا يوجد عمق واحد محدد لسطح المحيط . ويبلغ العمق الضوئي للمحيط عادةً حوالي 100 متر، وهو مرتبط بهذه الطبقة السطحية الساخنة. وقد يصل عمقه إلى حوالي 200 متر في المحيط المفتوح . [ 6 ] [ 7 ]

الاختلافات والتغييرات

درجة حرارة سطح البحر والتيارات

الاختلافات المحلية

تتفاوت درجة حرارة سطح البحر (SST) خلال اليوم ، تمامًا كما هو الحال في الغلاف الجوي للأرض، وإن كان ذلك بدرجة أقل نظرًا لقصورها الحراري الأكبر . [ 8 ] في الأيام الهادئة، قد يختلف فرق درجة الحرارة بمقدار 6 درجات مئوية (10 درجات فهرنهايت) . [ 9 ] تتأخر درجة حرارة المحيط في الأعماق عن درجة حرارة الغلاف الجوي للأرض بمقدار 15 يومًا لكل 10 أمتار (33 قدمًا) ، مما يعني أنه بالنسبة لمواقع مثل بحر آرال ، تصل درجات الحرارة بالقرب من قاعه إلى أقصى حد لها في ديسمبر، وإلى أدنى حد لها في مايو ويونيو. [ 10 ] بالقرب من الساحل، تعمل بعض الرياح البحرية والرياح الموازية للشاطئ على تحريك المياه الدافئة القريبة من السطح باتجاه البحر، واستبدالها بمياه أكثر برودة من الأعماق في عملية تُعرف باسم نقل إيكمان . يزيد هذا النمط عمومًا من المغذيات للحياة البحرية في المنطقة، وقد يكون له تأثير كبير في بعض المناطق التي تكون فيها مياه القاع غنية بالمغذيات بشكل خاص. [ 11 ] قبالة دلتا الأنهار ، تتدفق المياه العذبة فوق مياه البحر الأكثر كثافة، مما يسمح لها بالتسخين بشكل أسرع نظرًا لمحدودية الاختلاط الرأسي. [ 12 ] يمكن استخدام بيانات درجة حرارة سطح البحر المُستشعرة عن بُعد للكشف عن بصمة درجة حرارة السطح الناتجة عن الأعاصير المدارية . بشكل عام، يُلاحظ انخفاض في درجة حرارة سطح البحر بعد مرور الإعصار، ويرجع ذلك أساسًا إلى تعمق الطبقة المختلطة وفقدان الحرارة السطحية. [ 13 ] في أعقاب موجات غبار الصحراء الكبرى التي استمرت لعدة أيام عبر شمال المحيط الأطلسي المجاور، انخفضت درجات حرارة سطح البحر بمقدار 0.2 إلى 0.4 درجة مئوية (0.3 إلى 0.7 درجة فهرنهايت). [ 14 ] تشمل المصادر الأخرى لتقلبات درجة حرارة سطح البحر قصيرة المدى الأعاصير خارج المدارية ، والتدفقات السريعة للمياه العذبة الجليدية [ 15 ] ، وتكاثر العوالق النباتية بكثافة [ 16 ] نتيجة للدورات الموسمية أو جريان المياه الزراعية. [ 17 ]     

يشهد المحيط الاستوائي ارتفاعاً في درجة حرارته بوتيرة أسرع من المناطق الأخرى منذ عام 1950، حيث سُجلت أعلى معدلات الاحترار في المحيط الهندي الاستوائي، وغرب المحيط الهادئ، والتيارات الحدودية الغربية للدوامات شبه الاستوائية . [ 3 ] ومع ذلك، فقد شهد شرق المحيط الهادئ، وشمال المحيط الأطلسي شبه الاستوائي، والمحيط الجنوبي ارتفاعاً في درجة حرارته بوتيرة أبطأ من المتوسط ​​العالمي، أو شهدوا انخفاضاً في درجة حرارتهم منذ خمسينيات القرن الماضي. [ 3 ]

التذبذب الأطلسي متعدد العقود

يمكن للتيارات المحيطية ، مثل التذبذب الأطلسي متعدد العقود ، أن تؤثر على درجات حرارة سطح البحر على مدى عقود عديدة. [ 18 ] يُعد التذبذب الأطلسي متعدد العقود (AMO) محركًا مهمًا لدرجة حرارة سطح البحر في شمال المحيط الأطلسي ومناخ نصف الكرة الشمالي، إلا أن الآليات التي تتحكم في تقلبات هذا التذبذب لا تزال غير مفهومة بشكل كافٍ. [ 19 ] قد تتحكم التقلبات الداخلية للغلاف الجوي، أو التغيرات في دوران المحيط، أو العوامل البشرية في تقلبات درجات الحرارة متعددة العقود المرتبطة بالتذبذب الأطلسي متعدد العقود. [ 20 ] قد تؤثر هذه التغيرات في درجة حرارة سطح البحر في شمال المحيط الأطلسي على الرياح في شمال المحيط الهادئ شبه الاستوائي، وتؤدي إلى ارتفاع درجات حرارة سطح البحر في غرب المحيط الهادئ. [ 21 ]

متوسط ​​درجة حرارة سطح البحر الأسبوعية في المحيط خلال الأسبوع الأول من شهر فبراير 2011، خلال فترة ظاهرة لا نينا .

الاختلافات الإقليمية

رصدت مركبة TOPEX/Poseidon ظاهرة النينيو عام 1997. وتشير المناطق البيضاء قبالة السواحل الاستوائية لأمريكا الجنوبية والشمالية إلى تجمع المياه الدافئة. [ 22 ]

تُعرَّف ظاهرة النينيو باختلافات طويلة الأمد في درجات حرارة سطح المحيط الهادئ مقارنةً بالمتوسط. ويُعرَّف هذا التغير المناخي بأنه ارتفاع أو انخفاض في درجة الحرارة بمقدار 0.5  درجة مئوية (0.9  درجة فهرنهايت) على الأقل في المتوسط ​​فوق شرق ووسط المحيط الهادئ الاستوائي. وعادةً ما تحدث هذه الظاهرة على فترات غير منتظمة تتراوح بين سنتين وسبع سنوات، وتستمر من تسعة أشهر إلى سنتين. [ 23 ] ويبلغ متوسط ​​مدة هذه الفترة خمس سنوات. وعندما يستمر هذا الارتفاع أو الانخفاض في درجة الحرارة لمدة سبعة إلى تسعة أشهر فقط، يُصنَّف على أنه "ظروف" النينيو/النينيا؛ أما إذا استمر لأكثر من ذلك، فيُصنَّف على أنه "نوبة" من النينيو/النينيا. [ 24 ]

تُشير ظاهرة النينيو في نمط درجة حرارة سطح البحر إلى انتشار المياه الدافئة من غرب المحيط الهادئ والمحيط الهندي إلى شرقه. وتصاحب هذه المياه الأمطار، مما يُسبب جفافًا واسع النطاق في غرب المحيط الهادئ وهطول أمطار غزيرة في شرقه الجاف عادةً. ويحل تدفق المياه الاستوائية الدافئة الفقيرة بالمغذيات، والتي تسخنها حركة التيار الاستوائي شرقًا، محل المياه السطحية الباردة الغنية بالمغذيات لتيار همبولت . وعندما تستمر ظروف النينيو لعدة أشهر، يُحدّ ارتفاع درجة حرارة المحيط وانخفاض سرعة الرياح التجارية الشرقية من صعود المياه العميقة الباردة الغنية بالمغذيات، وقد يكون تأثير ذلك الاقتصادي على صيد الأسماك المحلي الموجه للسوق الدولية خطيرًا. [ 25 ]

يسود بين العلماء ثقة متوسطة بأن المحيط الهادئ الاستوائي سيتحول إلى نمط متوسط ​​يشبه نمط ظاهرة النينيو على مدى قرن من الزمان، ولكن لا يزال هناك قدر كبير من عدم اليقين في توقعات درجة حرارة سطح البحر في المحيط الهادئ الاستوائي لأنه من الصعب رصد تقلبات ظاهرة النينيو في نماذج المناخ. [ 3 ]

لقد ارتفعت درجات حرارة الهواء السطحي فوق اليابسة بوتيرة أسرع من درجة حرارة سطح البحر. [ 26 ]

الزيادة الأخيرة بسبب تغير المناخ

لقد ارتفع متوسط ​​درجة حرارة سطح البحر العالمي منذ حوالي عام 1900 (الرسم البياني يوضح المتوسط ​​السنوي والمتوسط ​​المعدل لمدة 5 سنوات، مقارنة بالقيمة المتوسطة للأعوام 1951-1980).

بشكل عام، يتوقع العلماء ارتفاع درجة حرارة جميع مناطق المحيطات بحلول عام 2050، إلا أن النماذج تختلف فيما يتعلق بتغيرات درجة حرارة سطح البحر المتوقعة في شمال المحيط الأطلسي شبه القطبي، والمحيط الهادئ الاستوائي، والمحيط الجنوبي. [ 3 ] ويبلغ متوسط ​​الزيادة العالمية المتوقعة في درجة حرارة سطح البحر للفترة من 1995-2014 إلى 2081-2100 نحو 0.86  درجة مئوية في ظل سيناريوهات انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الأقل حدة، وتصل إلى 2.89  درجة مئوية في ظل سيناريوهات الانبعاثات الأكثر حدة. [ 3 ]

أفادت دراسة نُشرت عام 2025 في مجلة "رسائل البحوث البيئية" أن متوسط ​​ارتفاع درجة حرارة سطح البحر عالميًا قد تضاعف أكثر من أربع مرات، من 0.06  كلفن لكل عقد خلال الفترة 1985-1989 إلى 0.27  كلفن لكل عقد خلال الفترة 2019-2023. [ 27 ] وتوقع الباحثون أن الزيادة المُستنتجة على مدى الأربعين عامًا الماضية ستتجاوز على الأرجح الزيادة المُسجلة خلال العشرين عامًا القادمة. [ 27 ]

قياس

ملف تعريف درجة حرارة الطبقة السطحية للمحيط (أ) ليلاً و (ب) نهاراً

توجد تقنيات متنوعة لقياس هذه المعلمة، وقد تُسفر عن نتائج مختلفة نظرًا لاختلاف العناصر المقاسة. بعيدًا عن سطح البحر المباشر، تُرفق قياسات درجة الحرارة العامة بالإشارة إلى عمق القياس المحدد. ويعود ذلك إلى الاختلافات الكبيرة بين القياسات التي تُجرى على أعماق مختلفة، لا سيما خلال النهار عندما قد تؤدي سرعة الرياح المنخفضة وسطوع الشمس الشديد إلى تكوّن طبقة دافئة على سطح المحيط وتدرجات حرارية رأسية قوية (طبقة حرارية نهارية ). [ 9 ] تقتصر قياسات درجة حرارة سطح البحر على الجزء العلوي منه، المعروف بالطبقة القريبة من السطح. [ 28 ]

موازين الحرارة

كانت درجة حرارة سطح البحر من أوائل المتغيرات الأوقيانوغرافية التي تم قياسها. قام بنجامين فرانكلين بتعليق ميزان حرارة زئبقي على متن سفينة أثناء رحلته بين الولايات المتحدة وأوروبا في مسحه لتيار الخليج في أواخر القرن الثامن عشر. لاحقًا، تم قياس درجة حرارة سطح البحر عن طريق غمس ميزان حرارة في دلو من الماء يُسحب يدويًا من سطح البحر. أُنجزت أول تقنية آلية لتحديد درجة حرارة سطح البحر بقياس درجة حرارة الماء في منفذ سحب المياه للسفن الكبيرة، والتي كانت قيد الاستخدام بحلول عام 1963. تُظهر هذه القياسات انحرافًا نحو درجات حرارة أعلى بحوالي 0.6 درجة مئوية (1 درجة فهرنهايت) بسبب حرارة غرفة المحرك. [ 29 ]  

تقيس عوامات الأرصاد الجوية الثابتة درجة حرارة الماء على عمق 3 أمتار (9.8 قدم) . وقد شهدت قياسات درجة حرارة سطح البحر تباينات على مدى الـ 130 عامًا الماضية بسبب اختلاف طرق أخذها. ففي القرن التاسع عشر، كانت تُؤخذ القياسات في دلو من على متن السفينة. ومع ذلك، كان هناك تباين طفيف في درجة الحرارة بسبب اختلاف الدلاء. جُمعت العينات إما في دلو خشبي أو دلو من القماش غير المعزول، ولكن دلو القماش برد أسرع من الدلو الخشبي. وكان التغير المفاجئ في درجة الحرارة بين عامي 1940 و1941 نتيجة لتغيير غير موثق في الإجراءات. أُخذت العينات بالقرب من مدخل المحرك لأنه كان من الخطورة بمكان استخدام الأضواء لأخذ القياسات من جانب السفينة ليلًا. [ 30 ] 

توجد حول العالم العديد من العوامات العائمة المختلفة التي تتباين في تصميمها، كما تختلف مواقع أجهزة استشعار درجة الحرارة الموثوقة. تُرسل هذه القياسات إلى الأقمار الصناعية لتوزيع البيانات بشكل آلي وفوري. [ 31 ] يتولى المركز الوطني لبيانات العوامات (NDBC) صيانة شبكة واسعة من العوامات الساحلية في المياه الأمريكية. [ 32 ] بين عامي 1985 و1994، نُشرت مجموعة كبيرة من العوامات الثابتة والعائمة في جميع أنحاء المحيط الهادئ الاستوائي، بهدف المساعدة في رصد ظاهرة النينيو والتنبؤ بها . [ 33 ]

الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية

درجات حرارة سطح البحر للفترة 2003-2011 بناءً على بيانات MODIS Aqua

تُستخدم الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية لتحديد معلومات درجة حرارة سطح البحر منذ عام 1967، مع إنشاء أولى الصور المركبة العالمية خلال عام 1970. [ 34 ] ومنذ عام 1982، [ 35 ] ازداد استخدام الأقمار الصناعية لقياس درجة حرارة سطح البحر، مما أتاح رؤية تغيراتها المكانية والزمانية بشكل أشمل. تتوافق قياسات درجة حرارة سطح البحر بواسطة الأقمار الصناعية بشكل معقول مع قياسات درجة الحرارة الميدانية . [ 36 ] يتم القياس بواسطة الأقمار الصناعية عن طريق استشعار إشعاع المحيط في طولين موجيين أو أكثر ضمن الجزء تحت الأحمر من الطيف الكهرومغناطيسي أو أجزاء أخرى من الطيف، والتي يمكن ربطها تجريبياً بدرجة حرارة سطح البحر. [ 37 ] تم اختيار هذه الأطوال الموجية لأنها:

  1. ضمن ذروة إشعاع الجسم الأسود المتوقع من الأرض، [ 38 ] و
  2. قادر على الانتقال بشكل جيد عبر الغلاف الجوي [ 39 ]

توفر قياسات درجة حرارة سطح البحر عبر الأقمار الصناعية رؤية شاملة للمحيط، بالإضافة إلى إمكانية الحصول على صور متكررة بتردد عالٍ، [ 40 ] مما يسمح بدراسة ديناميكيات الطبقة العليا من المحيط على مستوى الحوض ، وهو أمر غير ممكن باستخدام السفن أو العوامات. وتُقدم أقمار التصوير الطيفي متوسط ​​الدقة (MODIS) التابعة لوكالة ناسا (الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء) بيانات درجة حرارة سطح البحر العالمية منذ عام 2000، مع تأخير يوم واحد. أما أقمار GOES (الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض) التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي ( NOAA ) ، فهي ثابتة بالنسبة للأرض فوق نصف الكرة الغربي، مما يُمكّنها من توفير بيانات درجة حرارة سطح البحر كل ساعة مع تأخير زمني لا يتجاوز بضع ساعات.

تُعاني قياسات درجة حرارة سطح البحر المطلقة باستخدام الأقمار الصناعية من عدة صعوبات. أولًا، في منهجية الاستشعار عن بُعد بالأشعة تحت الحمراء، ينبعث الإشعاع من الطبقة السطحية للمحيط ، أي ما يقارب 0.01 مم أو أقل، والتي قد لا تُمثل درجة الحرارة الكلية للمتر العلوي من المحيط، ويعود ذلك أساسًا إلى تأثيرات التسخين الشمسي السطحي خلال النهار، والإشعاع المنعكس، فضلًا عن فقدان الحرارة المحسوسة والتبخر السطحي. تُصعّب هذه العوامل مجتمعةً مقارنة بيانات الأقمار الصناعية بالقياسات المُستقاة من العوامات أو الطرق البحرية، مما يُعقّد جهود التحقق الميداني. [ 41 ] ثانيًا، لا يستطيع القمر الصناعي الرؤية عبر الغيوم، مما يُؤدي إلى انحياز نحو درجات حرارة أقل في قياسات درجة حرارة سطح البحر المُستمدة من الأقمار الصناعية داخل المناطق الغائمة. [ 9 ] مع ذلك، يُمكن لتقنيات الموجات الميكروية السلبية قياس درجة حرارة سطح البحر بدقة واختراق الغطاء السحابي. [ 37 ] ضمن قنوات أجهزة قياس الغلاف الجوي على أقمار الأرصاد الجوية ، والتي تبلغ ذروتها فوق سطح المحيط مباشرةً، تُعد معرفة درجة حرارة سطح البحر مهمة لمعايرتها. [ 9 ]

أهميتها للغلاف الجوي للأرض

أحزمة ثلجية ناتجة عن تأثير البحر بالقرب من شبه الجزيرة الكورية

تؤثر درجة حرارة سطح البحر على سلوك الغلاف الجوي للأرض ، لذا فإن إدخالها في نماذج الغلاف الجوي أمر بالغ الأهمية. فبينما تُعدّ درجة حرارة سطح البحر مهمة لتكوّن الأعاصير المدارية ، فإنها تُسهم أيضًا في تحديد تكوّن الضباب البحري ونسيم البحر. [ 9 ] ويمكن للحرارة المنبعثة من المياه الدافئة الكامنة أن تُغيّر بشكل ملحوظ كتلة الهواء على مسافات قصيرة تتراوح بين 35 كيلومترًا (22 ميلًا) و 40 كيلومترًا (25 ميلًا) . [ 42 ] فعلى سبيل المثال، جنوب غرب الأعاصير خارج المدارية في نصف الكرة الشمالي ، قد يؤدي التدفق الإعصاري المنحني الذي يجلب الهواء البارد فوق المسطحات المائية الدافئة نسبيًا إلى تكوّن نطاقات ضيقة من الثلوج الناتجة عن تأثير البحيرة (أو تأثير البحر). وتجلب هذه النطاقات هطولًا غزيرًا وموضعيًا ، غالبًا على شكل ثلج ، نظرًا لأن المسطحات المائية الكبيرة كالبحيرات تخزن الحرارة بكفاءة عالية، مما ينتج عنه فروق كبيرة في درجات الحرارة - أكبر من 13 درجة مئوية (23 درجة فهرنهايت) - بين سطح الماء والهواء فوقه. [ 43 ] نتيجةً لهذا التفاوت في درجات الحرارة، تنتقل الحرارة والرطوبة إلى الأعلى، متكثفةً لتشكل سحباً عمودية تُنتج زخات ثلجية. ويتأثر انخفاض درجة الحرارة مع الارتفاع وعمق السحب بشكل مباشر بدرجة حرارة الماء والبيئة المحيطة. وكلما زاد انخفاض درجة الحرارة مع الارتفاع، ازداد ارتفاع السحب، وزاد معدل الهطول. [ 44 ]    

الأعاصير المدارية

ذروة موسمية لنشاط الأعاصير المدارية في جميع أنحاء العالم
متوسط ​​درجات الحرارة في المحيط الهادئ الاستوائي

تُعدّ درجة حرارة المحيط التي لا تقل عن 26.5 درجة مئوية (79.7 درجة فهرنهايت ) على عمق لا يقل عن 50 مترًا ، أحد العوامل الأساسية اللازمة لاستمرار تكوّن الإعصار المداري (وهو نوع من الأعاصير المتوسطة ). [ 45 ] [ 46 ] هذه المياه الدافئة ضرورية للحفاظ على النواة الدافئة التي تُغذي الأنظمة المدارية. هذه القيمة أعلى بكثير من 16.1  درجة مئوية (60.9  درجة فهرنهايت)، وهي متوسط ​​درجة حرارة سطح المحيطات على المدى الطويل. [ 47 ] مع ذلك، يُمكن اعتبار هذا الشرط مجرد خط أساس عام، لأنه يفترض أن البيئة الجوية المحيطة بمنطقة اضطراب الطقس تُوفر ظروفًا متوسطة. وقد اشتدت الأعاصير المدارية عندما كانت درجات حرارة سطح البحر أقل بقليل من هذه الدرجة القياسية.

من المعروف أن الأعاصير المدارية تتشكل حتى في غياب الظروف الطبيعية. فعلى سبيل المثال، قد تؤدي درجات حرارة الهواء المنخفضة على ارتفاعات عالية (مثل مستوى 500 هكتوباسكال ، أو 5.9 كيلومتر) إلى تشكل الأعاصير المدارية عند درجات حرارة مياه منخفضة، إذ يتطلب الأمر معدل انخفاض حراري معين لجعل الغلاف الجوي غير مستقر بدرجة كافية لحدوث الحمل الحراري. في جو رطب، يبلغ هذا المعدل 6.5 درجة مئوية/كيلومتر، بينما في جو تقل رطوبته النسبية عن 100% ، يبلغ المعدل المطلوب 9.8 درجة مئوية/كيلومتر. [ 48 ]    

عند مستوى 500  هكتوباسكال، يبلغ متوسط ​​درجة حرارة الهواء -7  درجات مئوية (18  درجة فهرنهايت) في المناطق الاستوائية، إلا أن الهواء في هذه المناطق يكون جافًا عادةً عند هذا الارتفاع، مما يتيح للهواء فرصة التبريد تدريجيًا ، أي أن يبرد مع ازدياد رطوبته، ليصل إلى درجة حرارة أكثر ملاءمة تدعم الحمل الحراري. يتطلب بدء الحمل الحراري في جو استوائي درجة حرارة رطبة تبلغ -13.2 درجة مئوية (8.2 درجة فهرنهايت) عند مستوى 500 هكتوباسكال، إذا كانت درجة حرارة الماء 26.5 درجة مئوية (79.7 درجة فهرنهايت) . ويتغير هذا الشرط الحراري، صعودًا وهبوطًا، بنسبة 1 درجة مئوية في درجة حرارة سطح البحر لكل تغير بمقدار درجة مئوية واحدة عند مستوى 500 هكتوباسكال. داخل الإعصار البارد ، قد تنخفض درجات الحرارة عند مستوى 500 هكتوباسكال إلى -30 درجة مئوية (-22 درجة فهرنهايت) ، مما قد يؤدي إلى بدء الحمل الحراري حتى في أكثر الأجواء جفافًا. وهذا يفسر أيضاً سبب كون الرطوبة في الطبقات الوسطى من التروبوسفير ، عند مستوى 500 هكتوباسكال تقريباً، شرطاً أساسياً لتكوّن العواصف. مع ذلك، عندما يُوجد هواء جاف على نفس الارتفاع، يجب أن تكون درجات الحرارة عند مستوى 500 هكتوباسكال أبرد، لأن الغلاف الجوي الجاف يتطلب معدل انخفاض حراري أكبر لحدوث عدم الاستقرار مقارنةً بالغلاف الجوي الرطب. [ 49 ] [ 50 ] عند الارتفاعات القريبة من التروبوبوز ، بلغ متوسط ​​درجة الحرارة على مدى 30 عاماً (كما تم قياسها خلال الفترة من 1961 إلى 1990) -77 درجة مئوية (-132 درجة فهرنهايت). [ 51 ] ومن الأمثلة على الأعاصير المدارية التي حافظت على استقرارها فوق المياه الباردة إعصار إبسيلون في أواخر موسم أعاصير الأطلسي عام 2005. [ 52 ]               

انظر أيضاً

مراجع

  1. "كوبرنيكوس: مارس 2024 هو الشهر العاشر على التوالي الذي يكون الأكثر حرارة على الإطلاق" . Climate.Copernicus.eu . كوبرنيكوس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 أغسطس 2024 .
  2. راهمستورف، س . (2003). "مفهوم الدوران الحراري الملحي" (ملف PDF) . مجلة نيتشر . 421 (6924): 699. Bibcode : 2003Natur.421..699R . doi : 10.1038/421699a . PMID 12610602. S2CID 4414604 .  
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 فوكس كيمبر، ب.؛ هيويت، HT؛ شياو، C.؛ آلجيرسدوتير، ج.؛ دريفهوت، SS؛ إدواردز، ليرة تركية. جوليدج، NR؛ هيمر، م. كوب، ري؛ كرينر، G.؛ ميكس، أ. نوتز، د.؛ نوفيكي، S.؛ نورهاتي، IS؛ رويز، L.؛ سالي، جي بي؛ سلانجن، ABA؛ يو، ي. (2021). “الفصل التاسع: المحيطات والغلاف الجليدي وتغير مستوى سطح البحر”. في ماسون-دلموت، V.؛ تشاي، ب. بيراني، أ.؛ كونورز، إس إل؛ بيان، C .؛ بيرغر، S .؛ كود، ن.؛ تشن، Y.؛ غولدفارب، L.؛ جوميز، ميشيغن؛ هوانغ، م. ليتزل، ك. لونوي، إي.؛ ماثيوز، جيه بي آر؛ مايكوك، تي كيه؛ ووترفيلد، تي.؛ يليكجي، أو.؛ ​​يو، آر.؛ تشو، بي. (محررون). تغير المناخ 2021: الأسس العلمية الفيزيائية. مساهمة الفريق العامل الأول في التقرير التقييمي السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (ملف PDF) (تقرير فني). كامبريدج، المملكة المتحدة ونيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: مطبعة جامعة كامبريدج. الصفحات 1211-1362 . doi : 10.1017/9781009157896.011 . 
  4. "المحيطات ترتفع درجة حرارتها بوتيرة أسرع من المتوقع" . مجلة ساينتفك أمريكان . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 مارس 2020 .
  5. الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ، 2021: الملحق السابع: مسرد المصطلحات [ماثيوز، جيه بي آر، في. مولر، آر. فان ديمين، جيه إس فوجليستفدت، في. ماسون-ديلموت، سي. مينديز، إس. سيمينوف، إيه. ريزينجر (محررون)]. في تغير المناخ 2021: الأساس العلمي الفيزيائي. مساهمة الفريق العامل الأول في التقرير التقييمي السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ [ماسون-ديلموت، في.، بي. تشاي، إيه. بيراني، إس إل كونورز، سي. بيان، إس. بيرجر، إن. كود، واي. تشين، إل. جولدفراب، إم آي جوميس، إم. هوانج، كيه. ليتزل، إي. لونوي، جيه بي آر ماثيوز، تي كيه مايكوك، تي. ووترفيلد، أو. يليكجي، آر. يو، وبي. تشو (محررون)]. مطبعة جامعة كامبريدج، كامبريدج، المملكة المتحدة ونيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية، ص 2215-2256، doi:10.1017/9781009157896.022.
  6. إيمرسون، ستيفن؛ هيدجز، جون (24 أبريل 2008). "الفصل 4: كيمياء الكربونات". علم المحيطات الكيميائي ودورة الكربون البحرية ( الطبعة الأولى). مطبعة جامعة كامبريدج. doi : 10.1017/cbo9780511793202 . ISBN  978-0-521-83313-4.
  7. تشيستر، ر.؛ جيكلز، تيم (2012). "الفصل 9: المغذيات والأكسجين والكربون العضوي ودورة الكربون في مياه البحر". الكيمياء الجيولوجية البحرية ( الطبعة الثالثة). تشيتشستر، غرب ساسكس، المملكة المتحدة: وايلي/بلاك ويل. ISBN  978-1-118-34909-0. OCLC 781078031 . 
  8. جون سيغينثالر (2003). التدفئة المائية الحديثة للمباني السكنية والتجارية الخفيفة . سينغيج ليرنينغ. ص 84. ISBN  978-0-7668-1637-4.
  9. 1 2 3 4 5 فيتوريو بارالي (2010). علم المحيطات من الفضاء: إعادة النظر . سبرينغر. ص 263. ISBN  978-90-481-8680-8.
  10. ^ بيتر أو. زافيالوف (2005). علم المحيطات الفيزيائي لبحر آرال المحتضر . シ ュ プ リ ン ガ ・ ジ ャ パ ン 株 式会社. ص. 27. رقم ISBN  978-3-540-22891-2.
  11. "مراقبة إنفيسات لظاهرة لا نينا" . BNSC عبر أرشيف الإنترنت Wayback Machine. 24-04-2008. مؤرشف من الأصل في 24-04-2008 . تم الاطلاع عليه في 09-01-2011 .
  12. راينر فيستل؛ غونتر ناوش؛ نوربرت واسموند (2008). حالة وتطور بحر البلطيق، 1952-2005: دراسة تفصيلية لمدة 50 عامًا للأرصاد الجوية والمناخ والفيزياء والكيمياء والأحياء والبيئة البحرية . جون وايلي وأولاده. ص 258. ISBN  978-0-471-97968-5.
  13. مرصد الأرض (2005). "مرور الأعاصير يُبرّد خليج المكسيك بأكمله" . الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء . مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 سبتمبر 2006. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أبريل 2006 .
  14. ^ نيديا مارتينيز أفيلانيدا (2010). تأثير الغبار الصحراوي على حركة شمال الأطلسي . غرين فيرلاغ. ص. 72. ردمك  978-3-640-55639-7.
  15. بويل، إدوارد أ.؛ لويد كيغوين (5 نوفمبر 1987). "الدوران الحراري الملحي في شمال المحيط الأطلسي خلال العشرين ألف سنة الماضية مرتبط بدرجة حرارة سطح الأرض في خطوط العرض العليا" (ملف PDF) . مجلة نيتشر . 330 (6143): 35-40 . رمز Bibcode : 1987Natur.330...35B . doi : 10.1038/330035a0 . S2CID 4359752. تاريخ الاسترجاع: 10 فبراير 2011 . 
  16. بوجراند، غريغوري؛ كيث إم. براندر؛ ج. أليستير ليندلي؛ سامي سويسي؛ فيليب سي. ريد (11 ديسمبر 2003). "تأثير العوالق على تكاثر سمك القد في بحر الشمال". مجلة نيتشر . 426 (6967): 661-664 . Bibcode : 2003Natur.426..661B . doi : 10.1038/nature02164 . PMID 14668864. S2CID 4420759 .  
  17. بيمان، ج. مايكل؛ كيفن ر. أريجو؛ باميلا أ. ماتسون (10 مارس 2005). "الجريان السطحي الزراعي يُغذي ازدهار العوالق النباتية على نطاق واسع في المناطق المعرضة للخطر من المحيط". مجلة نيتشر . 434 (7030): 211-214 . Bibcode : 2005Natur.434..211M . doi : 10.1038/nature03370 . PMID 15758999. S2CID 2299664 .  
  18. مكارثي، جيرارد د.؛ هايغ، إيفان د.؛ هيرشي، جويل ج.-م.؛ غريست، جيريمي ب.؛ سميد، ديفيد أ. (28-05-2015). "تأثير المحيط على تقلبات مناخ المحيط الأطلسي على مدى عقود، كما كشفت عنه ملاحظات مستوى سطح البحر" ( ملف PDF) . مجلة نيتشر . 521 (7553): 508-510 . Bibcode : 2015Natur.521..508M . doi : 10.1038/nature14491 . ISSN 1476-4687 . PMID 26017453. S2CID 4399436 .   
  19. كنودسن، مادز فورشو؛ جاكوبسن، بو هولم؛ سيدنكرانتز، ماريت-سولفيج؛ أولسن، يسبر (25 فبراير 2014). " دليل على وجود تأثير خارجي على التذبذب الأطلسي متعدد العقود منذ نهاية العصر الجليدي الصغير" . نيتشر كوميونيكيشنز . 5 3323. Bibcode : 2014NatCo...5.3323K . doi : 10.1038/ncomms4323 . ISSN 2041-1723 . PMC 3948066. PMID 24567051 .   
  20. ويلز، آر سي؛ أرمور، كي سي؛ باتيستي، دي إس؛ هارتمان، دي إل (2019). "الاقتران الديناميكي بين المحيط والغلاف الجوي أساسي للتذبذب متعدد العقود في المحيط الأطلسي" . مجلة المناخ . 32 (1): 251-272 . Bibcode : 2019JCli...32..251W . doi : 10.1175/JCLI-D-18-0269.1 . S2CID 85450306 . 
  21. وو، باولان؛ لين، شياوبي؛ يو، ليسان (17 فبراير 2020). "تتحكم التغيرات متعددة العقود في المحيط الأطلسي في مياه نمط شمال المحيط الهادئ شبه الاستوائية" . مجلة نيتشر لتغير المناخ . 10 (3): 238-243 . رمز Bibcode : 2020NatCC..10..238W . doi : 10.1038/s41558-020-0692-5 . ISSN 1758-6798 . S2CID 211138572 .  
  22. "قياسات الأقمار الصناعية المستقلة التابعة لناسا تؤكد عودة ظاهرة النينيو بقوة" . ناسا/مختبر الدفع النفاث.
  23. مركز التنبؤ بالمناخ (19 ديسمبر 2005). "أسئلة وأجوبة حول ظاهرة النينيو والنينيا: ما هو معدل حدوث ظاهرتي النينيو والنينيا عادةً؟" . المراكز الوطنية للتنبؤ البيئي . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27 أغسطس 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 يوليو 2009 .
  24. المركز الوطني لبيانات المناخ (يونيو 2009). "ظاهرة النينيو/التذبذب الجنوبي (ENSO) يونيو 2009" . الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي . تاريخ الاسترجاع: 26 يوليو 2009 .
  25. WW2010 (28 أبريل 1998). "ظاهرة النينيو" . جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين . تاريخ الاسترجاع: 17 يوليو 2009 .{{cite web}}: صيانة CS1: أسماء رقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )
  26. بيانات من وكالة ناسا GISS .
  27. 1 2 ميرشانت، كريستوفر جيه؛ آلان، ريتشارد بي؛ إمبوري، أوين (28 يناير 2025). "قياس تسارع ارتفاع درجة حرارة سطح البحر العالمي على مدى عقود متعددة والناجم عن اختلال توازن طاقة الأرض" . رسائل البحوث البيئية . 20 (2): 024037. Bibcode : 2025ERL....20b4037M . doi : 10.1088/1748-9326/adaa8a .
  28. ^ الكسندر سولوفييف. روجر لوكاس (2006). الطبقة القريبة من سطح المحيط: البنية والديناميكيات والتطبيقات . シ ュ プ リ ン ガ ・ ジ ャ パ ン 株 式会社. ص. الحادي عشر. بيب كود : 2006nslo.book .....S . رقم ISBN  978-1-4020-4052-8.
  29. ويليام ج. إيمري؛ ريتشارد إي. طومسون (2001). أساليب تحليل البيانات في علم المحيطات الفيزيائي (الطبعة الثانية المنقحة ). إلسيفير. الصفحات 24-25 . ISBN   978-0-444-50757-0.
  30. بوروز، ويليام جيمس (2007). تغير المناخ: منهج متعدد التخصصات ( الطبعة الثانية). كامبريدج [ua]: مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN  9780521690331.
  31. فيتوريو بارالي (2010). علم المحيطات من الفضاء: إعادة النظر . سبرينغر. ص 237-238 . ISBN  978-90-481-8680-8.
  32. ↑ لانس ف. بوسارت ، ويليام أ. سبريج، المجلس الوطني للبحوث (1998). العوامة الأرصادية والشبكة البحرية الساحلية الآلية للولايات المتحدة . مطبعة الأكاديميات الوطنية. ص 11. ISBN  978-0-309-06088-2.{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  33. ك. أ. براونينغ؛ روبرت ج. جورني (1999). دورات الطاقة والمياه العالمية . مطبعة جامعة كامبريدج . ص 62. ISBN  978-0-521-56057-3.
  34. ب. كريشنا راو، و. ل. سميث، و ر. كوفلر (يناير 1972). "توزيع درجة حرارة سطح البحر العالمي المحدد من قمر صناعي بيئي" (ملف PDF) . مجلة الطقس الشهرية . 100 (1): 10-14 . Bibcode : 1972MWRv..100...10K . doi : 10.1175/1520-0493(1972)100 < 0010:GSTDDF > 2.3.CO ; 2. تاريخ الاسترجاع: 9 يناير 2011 .{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  35. المجلس الوطني للبحوث (الولايات المتحدة). اللجنة التوجيهية لمبادرة البنية التحتية للمعلومات 2000 (1997). اليقين غير المتوقع: البنية التحتية للمعلومات حتى عام 2000؛ أوراق بحثية . الأكاديميات الوطنية. ص 2. ISBN  9780309060363.{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء رقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )
  36. دبليو جيه إيمري؛ دي جيه بالدوين؛ بيتر شلوسل؛ آر دبليو رينولدز (15 فبراير 2001). "دقة قياسات درجات حرارة سطح البحر في الموقع المستخدمة لمعايرة قياسات الأقمار الصناعية بالأشعة تحت الحمراء" . مجلة البحوث الجيوفيزيائية . 106 (C2): 2387. Bibcode : 2001JGR...106.2387E . doi : 10.1029/2000JC000246 .
  37. 1 2 جون ماورر (أكتوبر 2002). "الاستشعار عن بعد بالأشعة تحت الحمراء والميكروويف لدرجة حرارة سطح البحر" . جامعة هاواي . تم الاسترجاع في 9 يناير 2011 .
  38. سي إم كيشتوال (2005-08-06). "الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية" (ملف PDF) . تطبيقات الاستشعار عن بعد بالأقمار الصناعية ونظم المعلومات الجغرافية في الأرصاد الجوية الزراعية : 73. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2020-02-15 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2011-01-27 .
  39. روبرت هاروود (16 سبتمبر 1971). "رسم خرائط الغلاف الجوي من الفضاء". مجلة نيو ساينتست . 51 (769): 623.
  40. ديفيد إي. ألكسندر؛ رودس ويتمور فيربيردج (1999). موسوعة العلوم البيئية . سبرينغر. ص 510. ISBN  978-0-412-74050-3.
  41. إيان ستيوارت روبنسون (2004). قياس المحيطات من الفضاء: مبادئ وأساليب علم المحيطات بالأقمار الصناعية . سبرينغر. ص 279. ISBN  978-3-540-42647-9.
  42. إينوي، جون؛ كاواشيما، ماسايوكي؛ فوجيوشي، ياسوشي؛ واكاتسوتشي، ماساكي (أكتوبر 2005). "ملاحظات جوية لتعديل الكتل الهوائية فوق بحر أوخوتسك أثناء نمو الجليد البحري". علم أرصاد طبقة الحدود . 117 (1): 111-129 . Bibcode : 2005BoLMe.117..111I . doi : 10.1007/s10546-004-3407-y . ISSN 0006-8314 . S2CID 121768400 .  
  43. ب. جيرتس (1998). "ثلوج تأثير البحيرة" . جامعة وايومنغ . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2020-11-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2008-12-24 .
  44. غريغ بيرد (3 يونيو 1998). "ثلوج تأثير البحيرة" . مؤسسة جامعة أبحاث الغلاف الجوي . مؤرشف من الأصل في 17 يونيو 2009. تم الاطلاع عليه في 12 يوليو 2009 .
  45. كريس لاندسي (2011). "الموضوع: أ15) كيف تتشكل الأعاصير المدارية؟" . قسم أبحاث الأعاصير . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يناير 2011 .
  46. ويبستر، بي جيه (2005). "التغيرات في عدد الأعاصير المدارية ومدتها وشدتها في بيئة دافئة" . مجلة ساينس . 309 (5742). مجموعة غيل: 1844-1846 . رمز Bibcode : 2005Sci...309.1844W . doi : 10.1126/science.1116448 . PMID 16166514 . 
  47. مات مين (15 مارس 2000). "متوسط ​​درجات حرارة سطح الأرض والبحر على المدى الطويل عالميًا" . المركز الوطني لبيانات المناخ . مؤرشف من الأصل في 16 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 19 أكتوبر 2006 .
  48. كوشنير، يوحانان (2000). "النظام المناخي" . جامعة كولومبيا . مؤرشف من الأصل في 20 مايو 2020. تم الاطلاع عليه في 24 سبتمبر 2010 .
  49. جون م. والاس وبيتر ف. هوبز (1977). علم الغلاف الجوي: دراسة تمهيدية . دار النشر الأكاديمية، الصفحات 76-77 . 
  50. كريس لاندسي (2000). "التغير المناخي للأعاصير المدارية: الماضي والحاضر والمستقبل" . مجلة العواصف . مختبر المحيطات والأرصاد الجوية الأطلسي . الصفحات 220-241 . تاريخ الاسترجاع: 19 أكتوبر 2006 . 
  51. ديان ج. غافن-سيدل، ريبيكا ج. روس، وجيمس ك. أنجيل (نوفمبر 2000). "الخصائص المناخية للتروبوبوز الاستوائي كما كشفت عنها المجسات الراديوية" . مجلة البحوث الجيوفيزيائية . 106 (D8): 7857-7878 . Bibcode : 2001JGR...106.7857S . doi : 10.1029/2000JD900837 . مؤرشف من الأصل في 8 مايو 2006. تم الاسترجاع في 19 أكتوبر 2006 .
  52. ليكسيون أفيلا (2005-12-03). "مناقشة إعصار إبسيلون رقم 18" . المركز الوطني للأعاصير . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2010-12-14 .

المجال العام تتضمن هذه المقالة مواد متاحة للعموم من مواقع إلكترونية أو وثائق تابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي .