לפי מודלים של אקלים, כפי שכדור הארץ מתחמם עקב שינוי אקלים בחלקים מסוימים של כדור הארץ יירד יותר גשם - הרבה יותר - מאשר באחרים.
"אם אתה מסתכל על מפה גלובלית של שינויים צפויים במודל ומשקעים, אנו רואים שהמודלים באזורים מסוימים מייצרים להגדיל", אומר סטפן פחל, מדען אטמוספירה במכון למדעי האטמוספירה והאקלים בציריך שוויץ. "באזורים אחרים, הם כמעט ולא מייצרים שום שינוי, וחלק מהאזורים האוקיינוסים אפילו מראים ירידה במשקעים קיצוניים."
למרות שזה הובן במשך זמן מה, מדענים לא היו בטוחים מדוע. ההבנה הבסיסית שלנו לגבי המניע העיקרי של משקעים קיצוניים - סוג הגשם והסופות שגרמו להצפות קטסטרופליות בדרום קרוליינה ב-2015 ובדרום מזרח קנדה החודש - התמקד בעיקר בשינויים הקשורים ללחות הנוספת באטמוספרה. האווירה תהיה לחה יותר בעתיד, כי חם יותר האוויר נושא יותר מים.
"אבל רק בהתבסס על תכולת הלחות הזו, אי אפשר היה לצפות לשונות המרחבית הזו", אומר פחל.
במילים אחרות, זה מסביר עלייה במשקעים - אבל לא מדוע אזורים מסוימים ישטפו ואחרים יישארו יבשים.
במחקר שפורסם היום בכתב העת שינויי אקלים בטבע, Pfahl ועמיתיו מנסים ליצור תמונה ברורה יותר של השינויים הבאים, כדי לאפשר לחוקרים לחדד טוב יותר מודלים של אקלים אזוריים. המטרה הסופית היא שלקהילות תהיה תחושה טובה יותר כיצד
שינוי אקלים ישפיע עליהם כדי שיוכלו לנסות להסתגל בהתאם. למרות שהתחזיות הללו קיימות, התוצאות שלהן מגיעות עם הרבה אי ודאות. המחקר של Pfahl עוזר לפרק מודלים קיימים של אקלים עולמי כדי להבין אילו גורמים תורמים לתחזיות שכבר יש לנו, כך שניתן לשפר את המודלים קדימה.אם לימוד נתוני המודל כדי להבין טוב יותר כיצד פועל האקלים נשמע לאחור - כמו אווירונאוטיקה מהנדס שמתכנן מטוס ואז מפרק אותו כדי להבין איך הוא טס - אולי אתה לא ממש מבין איך האקלים מודלים עובדים. מודלים של אקלים הם ייצוגים מתמטיים של יחסי הגומלין בין האטמוספירה, האוקיינוסים, פני הקרקע, הקרח והשמש. אנחנו מזינים את רוב מה שאנחנו יודעים על איך כדור הארץ עובד (ופיזיקה בסיסית, כימיה וכו') ובודקים אותם מול נתוני אקלים מתועדים כדי להראות את הדיוק שלהם. מחקר משנת 2016 בכתב העת מדע האוקיינוס מצאו שמודלים אקלים חזו נכון את התחממות האוקיינוס בטווח של שלושה אחוזים מהמדידות שתועדו בשנים 1970-2005.
מכיוון שמודלים של אקלים נוגעים למגמות שאולי לא נבחין בהן בנחיל מערכי הנתונים הזמינים המרכיבים את העולם האמיתי, לפעמים הם יוצרים תחזיות או תוצאות שנראות מוזרות. זו הסיבה, כמו המחקר הזה ו אחרים ממחישים, חוקרים צריכים לפעמים ללכת לחפש הסברים לתוצאות חריגות.
"בדקנו את התפוקה מהרבה סימולציות אקלים", אומר פחל. "מודלים אלה יכולים לייצר שינויים במשקעים קיצוניים מסיבות שונות. אם תכולת הלחות באטמוספרה תשתנה, אז זה יוביל לשינוי במשקעים קיצוניים". אין הפתעה שם. אבל החוקרים גילו ששינויים במהירויות הרוח האנכיות מובילים גם לשינויי משקעים צפויים. אפשר לחשוב על רוחות אופקיות כשכבות של עוגה. הרוחות עשויות לנוע משמאל לימין, או אפילו בצורה מעגלית, אבל הן עדיין נשארות בתוך שכבות העוגה הללו. רוחות אנכיות, לעומת זאת, נעות למעלה ולמטה, מתרסקות דרך שכבות העוגה הללו.
בפורמליזציה של הקשר בין תכולת לחות, רוחות אנכיות ומשקעים, Pfahl הצליח להסתכל על השפעתם של גורמים אלה בנפרד וחשבו כיצד משקעים קיצוניים ישתנו אם הרוחות האנכיות יישארו זהות, למשל, ורק תכולת הלחות של האטמוספרה השתנה. פעולה זו אפשרה לפאהל להבין שנראה שהרוחות האנכיות גורמות להבדלים המרחביים באירועי גשם קיצוניים - הנתונים שלו במודל תואמים את הנתונים של האקלים של ימינו.
בעוד שהמחקר של Pfahl התמקד במודלים של אקלים גלובליים, אם התוצאות מאושרות על ידי חוקרים אחרים ו שולבו בדור הבא של מודלים אקלים, הם יכולים בתקווה לשפר את התחזיות האזוריות נו. מדענים יכולים להשתמש במהירויות רוח אנכיות באזורים ספציפיים כדי לחזות כמה גשם תניב עליית הלחות שלהם.
"נוכל להיות בטוחים יותר במודלים האלה אם נבין באמת את הפיזיקה מאחורי התחזיות", אומר פחל. "ובמקרה הזה, המחקר שלנו תורם לביטחון הזה".
