ثبت سرمای منفی ۸۴ درجه در کنکوردیا و پیام اقلیمی آن

در یک صبح زمستانی در عمق شرق جنوبگان، دماسنج‌های ایستگاه کنکوردیا تا منفی ۸۴٫۱ درجه سانتی‌گراد سقوط کردند. این لحظه از یک سو برای یکی از سردترین پایگاه‌های کره زمین عادی به نظر می‌رسید و از سوی دیگر، در برابر موج گرمای رکوردشکن در نقاط دیگر جهان، بسیار چشمگیر بود.

ثبت یک دمای افراطی در دشتی سفید و دورافتاده

کنکوردیا، پایگاه پژوهشی فرانسوی ایتالیایی که روی کلاهک یخی ۳۳۰۰ متری ساخته شده است، این دمای پایین را در ۱۸ ژوئیه گزارش کرد. این ایستگاه که به طور مشترک توسط مؤسسه قطبی پل امیل ویکتور فرانسه و برنامه ملی پژوهش‌های جنوبگان ایتالیا اداره می‌شود، آن صبح این دما را دو بار و در دو اندازه‌گیری نزدیک به هم ثبت کرد. برای ساکنان و پژوهشگران این پایگاه، دماهای پایین‌تر از منفی ۸۰ درجه غیرعادی نیست. با این حال، ثبت دماهای زیر منفی ۸۴ درجه همچنان برجسته و قابل توجه است.

گابریله کاروگاتی، رئیس کنکوردیا به نمایندگی از برنامه پژوهشی جنوبگان ایتالیا، موضوع را روشن بیان کرد: حتی در مکانی که برای تاب‌آوری در سرمای شدید طراحی شده، چنین دماهایی اهمیت دارند. برداشت فوری از این رخداد، نفی گرمایش بلندمدت زمین نیست. بلکه یادآوری این واقعیت است که جو زمین تا چه اندازه می‌تواند متغیر باشد و اقلیم‌های قطبی چگونه میزبان افراط‌ها در هر دو سوی طیف دما هستند.

چرا کنکوردیا تا این اندازه سرد می‌شود

چند عامل دست به دست هم می‌دهند تا دما در کنکوردیا به چنین اعماقی سقوط کند. نخست، ارتفاع زیاد و فاصله بسیار آن از ساحل باعث شده این ایستگاه روی یک فلات یخی بلند و ضخیم قرار بگیرد. دوم، شب قطبی، یعنی ماه‌ها بدون نور خورشید، هرگونه گرمایش روزانه را حذف می‌کند. سوم، جو این منطقه در زمستان بسیار خشک و پایدار است، بنابراین گرمایی که به سطح می‌رسد، در آسمان صاف مستقیم به فضا تابش می‌شود. وقتی ابری وجود ندارد که گرما را نگه دارد، سطح زمین بی‌وقفه سردتر می‌شود.

همین شرایط باعث می‌شود کنکوردیا فقط برای هواشناسی ارزشمند نباشد. این پایگاه از لرزه‌شناسی، اخترشناسی، مطالعات دیرینه‌اقلیم و پایش‌های بلندمدت جوی پشتیبانی می‌کند. پژوهشگران از شب‌های ساکت و هوای خشک آن برای بررسی سیگنال‌هایی استفاده می‌کنند که در نزدیکی مناطق پرجمعیت‌تر یا مرطوب‌تر پنهان می‌مانند.

رکوردها، ماهواره‌ها و سردترین گوشه‌های زمین

کنکوردیا در گذشته نیز به پایین‌ترین دماهای ثبت‌شده روی سیاره نزدیک شده است. کمینه تاریخی این ایستگاه اندکی سردتر از رخداد اخیر است: دمای منفی ۸۴٫۷ درجه سانتی‌گراد که در زمستان ۲۰۱۰ مشاهده شد. با این حال، رکورد کلی دمای زمینی به ایستگاه ووستوک روسیه تعلق دارد، جایی که اندازه‌گیری‌های سطحی در ژوئیه ۱۹۸۳ به منفی ۸۹٫۲ درجه سانتی‌گراد رسید.

فراتر از ایستگاه‌های سطحی، ماهواره‌ها دماهای پوستی حتی سردتری را در شرق جنوبگان و در شرایط خاص نقشه‌برداری کرده‌اند. یک مطالعه در سال ۲۰۱۸ با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای نشان داد که دمای سطح یخ‌زده در فرورفتگی‌های جداافتاده و هنگام رخدادهای بهینه سرمایش تابشی، می‌تواند به حدود منفی ۹۸ درجه سانتی‌گراد نزدیک شود. این کمینه‌های به‌دست‌آمده از ماهواره در مقیاس‌های مکانی کوچک رخ می‌دهند و به آرایش‌های جوی بسیار ویژه نیاز دارند، اما دامنه نظری دمایی را که صفحه یخی قاره می‌تواند به آن برسد نشان می‌دهند.

سرمای افراطی و سیاره‌ای در حال گرم شدن: حل یک تناقض ظاهری

ممکن است متناقض به نظر برسد که کنکوردیا چنین دماهای یخبندانی را ثبت کند، در حالی که مردم در بخش‌های دیگر جهان با موج‌های گرما و آتش‌سوزی‌های جنگلی دست و پنجه نرم می‌کنند. توضیح این موضوع در مقیاس نهفته است. تغییرات اقلیمی به جابه‌جایی‌های بلندمدت در تراز انرژی جهانی گفته می‌شود که با افزایش گازهای گلخانه‌ای پیش می‌رود. در مقابل، آب‌وهوا پدیده‌ای محلی و گذراست. سیاره‌ای گرم‌تر میانگین دما را بالا می‌برد، اما سازوکارهایی را که سرمای شدید در مناطق قطبی ایجاد می‌کنند از بین نمی‌برد.

وقتی دانشمندان از نوسان‌پذیری اقلیم سخن می‌گویند، دقیقاً همین دوگانگی را توصیف می‌کنند: روند آماری افزایشی دمای جهانی هم‌زمان با دوره‌هایی از سرمای شدید یا گرمای نامعمول در مکان‌های خاص وجود دارد. دمای پایین کنکوردیا یک داده درون سامانه‌ای پیچیده است و برای شناخت رفتار جو در یکی از افراطی‌ترین اقلیم‌های زمین ارزش بالایی دارد.

چرا پژوهشگران همچنان این موج‌های سرما را رصد می‌کنند

هر مشاهده از ایستگاه‌های قطبی دورافتاده به دقیق‌تر شدن مدل‌ها کمک می‌کند. اندازه‌گیری‌های کنکوردیا وارد پیش‌بینی آب‌وهوا، اعتبارسنجی مدل‌های اقلیمی و مطالعات فرایندهای قطبی می‌شود که بر سطح دریا و گردش عمومی جو و اقیانوس اثر می‌گذارند. دماهای بسیار پایین، توان مدل‌ها را در بازنمایی فیزیک لایه مرزی، انتقال تابشی در آسمان صاف و برهم‌کنش میان یخ سطحی و هوای بالای آن می‌سنجند.

پژوهش‌های کاربردی در کنکوردیا به عوامل انسانی نیز گسترش می‌یابد. این ایستگاه در سخت‌ترین ماه‌ها چنان منزوی است که پروازها ممکن نیست و نزدیک‌ترین پایگاه پژوهشی حدود ۶۰۰ کیلومتر دورتر قرار دارد. همین درجه از دورافتادگی، کنکوردیا را به شبیه‌سازی طبیعی برای مأموریت‌های فضایی طولانی‌مدت تبدیل کرده است. یک متخصص زیست‌پزشکی آژانس فضایی اروپا در این ایستگاه بررسی می‌کند که انزوا، حبس محیطی و سرمای شدید چگونه بر سلامت خدمه و پویایی گروه اثر می‌گذارد. خدمه این پایگاه لقب «فضانوردان یخی» گرفته‌اند.

دوره‌های اخیر گرمایش در همسایگی کنکوردیا

فلات‌های سرد شرق جنوبگان نیز در برابر رخدادهای گرمایشی مصون نیستند. در مارس ۲۰۲۴، یک پالس بی‌سابقه گرمایش زمستانی، دماهای نزدیک کنکوردیا را به منفی ۹٫۴ درجه سانتی‌گراد رساند؛ حدود ۱۸ درجه گرم‌تر از بیشینه‌های قبلی مارس در این منطقه. مطالعات، آن رخداد را به تغییرات گسترده‌تر گردش جوی مرتبط دانستند و نشان دادند که اثر انگشت گرمایش جهانی شدت آن را تقویت کرده است.

در همین حال، شبه‌جزیره غربی جنوبگان سریع‌ترین گرمایش منطقه‌ای را در این قاره نشان می‌دهد. یخچال‌هایی که به دریا ختم می‌شوند و یخ دریایی محلی، به سرعت به گرمای جوی و اقیانوسی واکنش نشان داده‌اند و این موضوع قفسه‌های یخی و زیست‌بوم‌های وابسته به آنها را تهدید می‌کند. تصمیم‌های امروز درباره انتشار گازهای گلخانه‌ای، مسیر این تغییرات را برای قرن‌های آینده شکل خواهد داد.

زمینه اقلیمی: ال‌نینو و چشم‌انداز کوتاه‌مدت دما

سیاره زمین به تازگی وارد یک فاز ال‌نینو شده است؛ نوسان طبیعی اقلیمی که معمولاً میانگین دمای جهانی را افزایش می‌دهد. وقتی یک سیگنال نیرومند ال‌نینو به پس‌زمینه گرمایش ناشی از فعالیت‌های انسانی افزوده می‌شود، احتمال ثبت سال‌های رکوردشکن در دمای جهانی بالا می‌رود. پیش‌بینی‌ها و اظهارنظرهای کارشناسی نشان داده‌اند که سال ۲۰۲۶ می‌تواند در میان گرم‌ترین سال‌های ثبت‌شده باشد و اگر ال‌نینو تا ۲۰۲۷ تقویت شود، احتمال عبور از رکوردهای دمایی پیشین افزایش می‌یابد.

این پس‌زمینه گرمایش بلندمدت، ارزش علمی مشاهده‌های سرمای افراطی را از بین نمی‌برد. برعکس، چنین داده‌هایی کمک می‌کنند پویایی‌های محلی جو از روندهای جهانی تفکیک شوند و دقت پیش‌بینی‌هایی افزایش یابد که برای سیاست‌گذاری اقلیمی و برنامه‌ریزی سازگاری استفاده می‌شوند.

ابزارهای عملیاتی و علمی مورد استفاده در کنکوردیا

کنکوردیا ایستگاه‌های معمول هواشناسی را با ابزارهای هدفمند ترکیب می‌کند: رادیوسوندها، ایستگاه‌های خودکار هواشناسی و تابش‌سنج‌های زمینی ساختار حرارتی و رطوبت جو پایین را پایش می‌کنند. حسگرهای لرزه‌ای، سیگنال‌های زیرسطحی و یخچالی را ثبت می‌کنند. اخترشناسان از جو پایدار منطقه برای رصدهای نوری و فروسرخ بهره می‌برند. مغزه‌های یخی و مطالعات برف فشرده، بایگانی‌های بلندمدت اقلیمی فراهم می‌کنند.

این ابزارها شبکه‌ای می‌سازند که داده‌هایی متراکم و با کیفیت بالا تولید می‌کند. دانشمندان می‌توانند رکوردهای سطحی را با مشاهده‌های ماهواره‌ای مقایسه کنند، طرح‌واره‌های لایه مرزی را در مدل‌های جوی بیازمایند و برآوردها از سهم مناطق قطبی در افزایش سطح دریا را دقیق‌تر کنند.

دیدگاه کارشناس

دکتر مارکوس لیو، مدل‌ساز اقلیم در مؤسسه پژوهش‌های قطبی که فرایندهای لایه مرزی قطبی را مطالعه می‌کند، می‌گوید: «سرماهای افراطی مانند ثبت اخیر کنکوردیا، چیزهای عجیب و بی‌اهمیتی نیستند که کنار گذاشته شوند. آنها آزمون‌های فشار حیاتی برای مدل‌ها فراهم می‌کنند. اگر یک مدل نتواند نشان دهد که گرما در شرایط زمستانی صاف و خشک چگونه از سطح می‌گریزد، پیش‌بینی‌های آن درباره تقویت قطبی و واکنش صفحه یخی کمتر قابل اعتماد خواهد بود. مشاهده‌ها و مدل‌ها باید هم‌زمان به چالش کشیده شوند تا بتوانیم عدم قطعیت را کاهش دهیم.»

نکته او کاملاً کاربردی است. مدل‌های بهتر به تصمیم‌های سیاستی بهتر و راهبردهای هدفمندتر کاهش انتشار می‌انجامند. داده‌ها پلی میان مشاهده خام و علم قابل اقدام هستند.

این رخداد ما را به کجا می‌رساند

ثبت دمای منفی ۸۴٫۱ درجه سانتی‌گراد در کنکوردیا نشان می‌دهد که افراط‌ها حتی با افزایش میانگین دمای جهانی همچنان ادامه دارند. این رخداد ردیه‌ای بر تغییرات اقلیمی نیست. بلکه دعوتی است برای بررسی سازوکارهایی که افراط‌های دمایی را در هر دو انتهای دماسنج ایجاد می‌کنند. ایستگاه‌های قطبی مانند کنکوردیا همچنان ضروری‌اند: آنها با دقتی وسواس‌گونه سردترین گوشه‌های سیاره ما را زیر نظر دارند، در حالی که باقی جهان با گرمایی بی‌سابقه روبه‌روست.

خلاصه اینکه سرما و گرما هر دو بازیگرانی روی صحنه‌ای در حال تغییر هستند. فهم چگونگی برهم‌کنش آنها، برای پیش‌بینی آینده سیاره ما نقش محوری دارد.