Yr Athro Tiffany Shaw, Athro, Adran Daearwyddorau, Prifysgol Chicago
Mae hemisffer y de yn lle cythryblus iawn. Disgrifiwyd gwyntoedd ar wahanol ledredau fel "deugain gradd yn rhuo", "pum deg gradd yn ffyrnig", a "chwe deg gradd yn sgrechian". Mae tonnau'n cyrraedd 78 troedfedd (24 metr) anferth.
Fel y gwyddom ni i gyd, does dim byd yn hemisffer y gogledd yn gallu cyfateb i'r stormydd, y gwynt a'r tonnau difrifol yn hemisffer y de. Pam?
Mewn astudiaeth newydd a gyhoeddwyd yn Proceedings of the National Academy of Sciences, mae fy nghydweithwyr a minnau'n datgelu pam mae stormydd yn fwy cyffredin yn hemisffer y de nag yn hemisffer y gogledd.
Gan gyfuno sawl llinell o dystiolaeth o arsylwadau, damcaniaeth a modelau hinsawdd, mae ein canlyniadau'n tynnu sylw at rôl sylfaenol "beltiau cludo" cefnforol byd-eang a mynyddoedd mawr yn hemisffer y gogledd.
Rydym hefyd yn dangos, dros amser, bod stormydd yn hemisffer y de wedi dod yn fwy dwys, tra nad oedd y rhai yn hemisffer y gogledd. Mae hyn yn gyson â modelu model hinsawdd o gynhesu byd-eang.
Mae'r newidiadau hyn yn bwysig oherwydd rydyn ni'n gwybod y gall stormydd cryfach arwain at effeithiau mwy difrifol fel gwyntoedd, tymereddau a glawiad eithafol.
Am amser hir, gwnaed y rhan fwyaf o arsylwadau o'r tywydd ar y Ddaear o'r tir. Rhoddodd hyn ddarlun clir i wyddonwyr o'r storm yn hemisffer y gogledd. Fodd bynnag, yn Hemisffer y De, sy'n gorchuddio tua 20 y cant o'r tir, ni chawsom ddarlun clir o stormydd nes i arsylwadau lloeren ddod ar gael ddiwedd y 1970au.
O ddegawdau o arsylwi ers dechrau oes y lloeren, gwyddom fod stormydd yn hemisffer y de tua 24 y cant yn gryfach na'r rhai yn hemisffer y gogledd.
Dangosir hyn yn y map isod, sy'n dangos dwyster stormydd blynyddol cyfartalog a arsylwyd ar gyfer Hemisffer y De (top), Hemisffer y Gogledd (canol) a'r gwahaniaeth rhyngddynt (gwaelod) o 1980 i 2018. (Sylwch fod Pegwn y De ar frig y gymhariaeth rhwng y mapiau cyntaf a'r olaf.)
Mae'r map yn dangos dwyster uchel parhaus stormydd yng Nghefnfor y De yn Hemisffer y De a'u crynodiad yng Nghefnforoedd y Môr Tawel a'r Iwerydd (wedi'u cysgodi mewn oren) yn Hemisffer y Gogledd. Mae'r map gwahaniaeth yn dangos bod stormydd yn gryfach yn Hemisffer y De nag yn Hemisffer y Gogledd (wedi'u cysgodi mewn oren) ar y rhan fwyaf o ledredau.
Er bod llawer o wahanol ddamcaniaethau, does neb yn cynnig esboniad pendant am y gwahaniaeth mewn stormydd rhwng y ddau hemisffer.
Mae darganfod y rhesymau’n ymddangos yn dasg anodd. Sut i ddeall system mor gymhleth sy’n ymestyn dros filoedd o gilometrau â’r atmosffer? Ni allwn roi’r Ddaear mewn jar a’i hastudio. Fodd bynnag, dyma’n union beth mae gwyddonwyr sy’n astudio ffiseg hinsawdd yn ei wneud. Rydym yn cymhwyso deddfau ffiseg ac yn eu defnyddio i ddeall atmosffer a hinsawdd y Ddaear.
Yr enghraifft enwocaf o'r dull hwn yw gwaith arloesol Dr. Shuro Manabe, a dderbyniodd Wobr Nobel mewn Ffiseg 2021 "am ei ragfynegiad dibynadwy o gynhesu byd-eang." Mae ei ragfynegiadau yn seiliedig ar fodelau ffisegol o hinsawdd y Ddaear, yn amrywio o'r modelau tymheredd un dimensiwn symlaf i fodelau tri dimensiwn llawn. Mae'n astudio ymateb yr hinsawdd i lefelau cynyddol o garbon deuocsid yn yr atmosffer trwy fodelau o gymhlethdod ffisegol amrywiol ac yn monitro signalau sy'n dod i'r amlwg o ffenomenau ffisegol sylfaenol.
Er mwyn deall mwy o stormydd yn Hemisffer y De, rydym wedi casglu sawl llinell o dystiolaeth, gan gynnwys data o fodelau hinsawdd sy'n seiliedig ar ffiseg. Yn y cam cyntaf, rydym yn astudio arsylwadau o ran sut mae ynni'n cael ei ddosbarthu ar draws y Ddaear.
Gan fod y Ddaear yn sffêr, mae ei wyneb yn derbyn ymbelydredd solar yn anwastad o'r Haul. Mae'r rhan fwyaf o'r ynni'n cael ei dderbyn a'i amsugno ar y cyhydedd, lle mae pelydrau'r haul yn taro'r wyneb yn fwy uniongyrchol. Mewn cyferbyniad, mae polion y mae golau'n eu taro ar onglau serth yn derbyn llai o ynni.
Mae degawdau o ymchwil wedi dangos bod cryfder storm yn deillio o'r gwahaniaeth hwn mewn ynni. Yn ei hanfod, maent yn trosi'r ynni "statig" sydd wedi'i storio yn y gwahaniaeth hwn yn ynni symudiad "cinetig". Mae'r trawsnewidiad hwn yn digwydd trwy broses a elwir yn "ansefydlogrwydd baroclinig".
Mae'r farn hon yn awgrymu na all golau haul digwyddiadol esbonio'r nifer uwch o stormydd yn Hemisffer y De, gan fod y ddau hemisffer yn derbyn yr un faint o olau haul. Yn lle hynny, mae ein dadansoddiad arsylwadol yn awgrymu y gallai'r gwahaniaeth mewn dwyster stormydd rhwng y de a'r gogledd fod oherwydd dau ffactor gwahanol.
Yn gyntaf, cludo ynni'r cefnfor, a elwir yn aml yn "belt cludo". Mae dŵr yn suddo ger Pegwn y Gogledd, yn llifo ar hyd gwely'r cefnfor, yn codi o amgylch Antarctica, ac yn llifo yn ôl i'r gogledd ar hyd y cyhydedd, gan gario ynni gydag ef. Y canlyniad terfynol yw trosglwyddo ynni o Antarctica i Begwn y Gogledd. Mae hyn yn creu mwy o gyferbyniad ynni rhwng y cyhydedd a'r pegynau yn Hemisffer y De nag yn Hemisffer y Gogledd, gan arwain at stormydd mwy difrifol yn Hemisffer y De.
Yr ail ffactor yw'r mynyddoedd mawr yn hemisffer y gogledd, sydd, fel yr awgrymodd gwaith cynharach Manabe, yn lleihau stormydd. Mae ceryntau aer dros gadwyni mynyddoedd mawr yn creu uchafbwyntiau ac isafbwyntiau sefydlog sy'n lleihau faint o ynni sydd ar gael ar gyfer stormydd.
Fodd bynnag, ni all dadansoddi data a arsylwyd ar ei ben ei hun gadarnhau'r achosion hyn, oherwydd bod gormod o ffactorau'n gweithredu ac yn rhyngweithio ar yr un pryd. Hefyd, ni allwn eithrio achosion unigol i brofi eu harwyddocâd.
I wneud hyn, mae angen i ni ddefnyddio modelau hinsawdd i astudio sut mae stormydd yn newid pan gaiff gwahanol ffactorau eu tynnu i ffwrdd.
Pan wnaethon ni lyfnhau mynyddoedd y ddaear yn yr efelychiad, hanerwyd y gwahaniaeth mewn dwyster stormydd rhwng yr hemisfferau. Pan wnaethon ni dynnu cludfelt y cefnfor, roedd hanner arall y gwahaniaeth stormydd wedi diflannu. Felly, am y tro cyntaf, rydym yn datgelu esboniad pendant am stormydd yn hemisffer y de.
Gan fod stormydd yn gysylltiedig ag effeithiau cymdeithasol difrifol fel gwyntoedd eithafol, tymereddau a glawiad, y cwestiwn pwysig y mae'n rhaid i ni ei ateb yw a fydd stormydd y dyfodol yn gryfach neu'n wannach.
Derbyniwch grynodebau wedi'u curadu o'r holl erthyglau a phapurau allweddol gan Carbon Brief drwy e-bost. Dysgwch fwy am ein cylchlythyr yma.
Derbyniwch grynodebau wedi'u curadu o'r holl erthyglau a phapurau allweddol gan Carbon Brief drwy e-bost. Dysgwch fwy am ein cylchlythyr yma.
Offeryn allweddol wrth baratoi cymdeithasau i ymdopi ag effeithiau newid hinsawdd yw darparu rhagolygon yn seiliedig ar fodelau hinsawdd. Mae astudiaeth newydd yn awgrymu y bydd stormydd cyfartalog hemisffer y de yn dod yn fwy dwys tua diwedd y ganrif.
I'r gwrthwyneb, rhagwelir y bydd newidiadau yn nwyster blynyddol cyfartalog stormydd yn Hemisffer y Gogledd yn gymedrol. Mae hyn yn rhannol oherwydd effeithiau tymhorol cystadleuol rhwng cynhesu yn y trofannau, sy'n gwneud stormydd yn gryfach, a chynhesu cyflym yn yr Arctig, sy'n eu gwneud yn wannach.
Fodd bynnag, mae'r hinsawdd yma a nawr yn newid. Pan edrychwn ar newidiadau dros yr ychydig ddegawdau diwethaf, gwelwn fod stormydd cyfartalog wedi dod yn fwy dwys dros gyfnod y flwyddyn yn hemisffer y de, tra bod newidiadau yn hemisffer y gogledd wedi bod yn ddibwys, yn gyson â rhagfynegiadau model hinsawdd dros yr un cyfnod.
Er bod y modelau'n tanamcangyfrif y signal, maent yn dangos newidiadau sy'n digwydd am yr un rhesymau ffisegol. Hynny yw, mae newidiadau yn y cefnfor yn cynyddu stormydd oherwydd bod dŵr cynhesach yn symud tuag at y cyhydedd a bod dŵr oerach yn cael ei ddwyn i'r wyneb o amgylch Antarctica i'w ddisodli, gan arwain at gyferbyniad cryfach rhwng y cyhydedd a'r pegynau.
Yn Hemisffer y Gogledd, mae newidiadau yn y cefnforoedd yn cael eu gwrthbwyso gan golli iâ môr ac eira, gan achosi i'r Arctig amsugno mwy o olau haul a gwanhau'r cyferbyniad rhwng y cyhydedd a'r pegynau.
Mae’r risg o gael yr ateb cywir yn uchel. Bydd yn bwysig ar gyfer gwaith yn y dyfodol i benderfynu pam mae’r modelau’n tanamcangyfrif y signal a welwyd, ond bydd yr un mor bwysig cael yr ateb cywir am y rhesymau ffisegol cywir.
Xiao, T. et al. (2022) Stormydd yn Hemisffer y De oherwydd ffurfiau tir a chylchrediad y cefnfor, Trafodion Academi Genedlaethol y Gwyddorau Unol Daleithiau America, doi: 10.1073/pnas.2123512119
Derbyniwch grynodebau wedi'u curadu o'r holl erthyglau a phapurau allweddol gan Carbon Brief drwy e-bost. Dysgwch fwy am ein cylchlythyr yma.
Derbyniwch grynodebau wedi'u curadu o'r holl erthyglau a phapurau allweddol gan Carbon Brief drwy e-bost. Dysgwch fwy am ein cylchlythyr yma.
Cyhoeddwyd o dan drwydded CC. Cewch atgynhyrchu'r deunydd heb ei addasu yn ei gyfanrwydd at ddefnydd anfasnachol gyda dolen i'r Carbon Brief a dolen i'r erthygl. Cysylltwch â ni ar gyfer defnydd masnachol.