Yr Athro Tiffany Shaw, Athro, Adran y Geowyddorau, Prifysgol Chicago
Mae hemisffer y de yn lle cythryblus iawn.Mae gwyntoedd ar ledredau amrywiol wedi’u disgrifio fel “ruo ddeugain gradd”, “candryll hanner can gradd”, a “sgrechian chwe deg gradd”.Mae tonnau'n cyrraedd 78 troedfedd (24 metr) syfrdanol.
Fel y gwyddom oll, ni all unrhyw beth yn hemisffer y gogledd gyd-fynd â'r stormydd, y gwynt a'r tonnau difrifol yn hemisffer y de.Pam?
Mewn astudiaeth newydd a gyhoeddwyd yn Nhrafodion yr Academi Wyddoniaeth Genedlaethol, mae fy nghydweithwyr a minnau yn datgelu pam mae stormydd yn fwy cyffredin yn hemisffer y de nag yn y gogledd.
Gan gyfuno sawl llinell o dystiolaeth o arsylwadau, theori, a modelau hinsawdd, mae ein canlyniadau yn tynnu sylw at rôl sylfaenol “gwregysau cludo” cefnforol byd-eang a mynyddoedd mawr yn hemisffer y gogledd.
Dangoswn hefyd fod stormydd hemisffer y de, dros amser, wedi mynd yn ddwysach, tra na wnaeth stormydd hemisffer y gogledd.Mae hyn yn gyson â modelu hinsawdd o gynhesu byd-eang.
Mae’r newidiadau hyn yn bwysig oherwydd gwyddom y gall stormydd cryfach arwain at effeithiau mwy difrifol fel gwyntoedd eithafol, tymheredd a glawiad.
Am gyfnod hir, gwnaed y rhan fwyaf o arsylwadau o'r tywydd ar y Ddaear o dir.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'r oes lloeren, rydym yn gwybod bod 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 y dwysedd storm blynyddol cyfartalog a arsylwyd ar gyfer Hemisffer y De (uchaf), Hemisffer y Gogledd (canol) a'r gwahaniaeth rhyngddynt (gwaelod) o 1980 i 2018. (Sylwer bod Pegwn y De ar frig y gymhariaeth rhwng y mapiau cyntaf a'r olaf.)
Mae'r map yn dangos dwyster parhaus uchel stormydd yng Nghefnfor y De yn Hemisffer y De a'u crynodiad yn y Môr Tawel a Chefnforoedd yr Iwerydd (wedi'u lliwio 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 (lliw oren) ar y mwyafrif o lledredau.
Er bod llawer o ddamcaniaethau gwahanol, nid oes neb yn cynnig esboniad pendant am y gwahaniaeth mewn stormydd rhwng y ddau hemisffer.
Mae darganfod y rhesymau yn ymddangos yn dasg anodd.Sut i ddeall system mor gymhleth sy'n ymestyn dros filoedd o gilometrau fel yr atmosffer?Ni allwn roi'r Ddaear mewn jar a'i hastudio.Fodd bynnag, dyma'n union y 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 enillodd 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 egni'n cael ei ddosbarthu ar draws y Ddaear.
Gan fod y Ddaear yn sffêr, mae ei arwyneb yn derbyn ymbelydredd solar yn anwastad o'r Haul.Mae'r rhan fwyaf o'r egni yn cael ei dderbyn a'i amsugno yn y cyhydedd, lle mae pelydrau'r haul yn taro'r wyneb yn fwy uniongyrchol.Mewn cyferbyniad, mae polion y mae golau yn taro ar onglau serth yn derbyn llai o egni.
Mae degawdau o ymchwil wedi dangos bod cryfder storm yn deillio o'r gwahaniaeth hwn mewn ynni.Yn y bôn, maen nhw'n trosi'r egni “statig” sy'n cael ei storio yn y gwahaniaeth hwn yn egni mudiant “cinetig”.Mae'r trawsnewid hwn yn digwydd trwy broses a elwir yn “ansefydlogrwydd baroclinig”.
Mae'r farn hon yn awgrymu na all golau haul digwyddiad esbonio'r nifer fwyaf 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 de a gogledd fod o ganlyniad i ddau ffactor gwahanol.
Yn gyntaf, cludo ynni'r môr, y cyfeirir ato'n aml fel y "cludfelt."Mae dŵr yn suddo ger Pegwn y Gogledd, yn llifo ar hyd llawr y cefnfor, yn codi o amgylch Antarctica, ac yn llifo yn ôl i'r gogledd ar hyd y cyhydedd, gan gario egni gydag ef.Y canlyniad terfynol yw trosglwyddo egni o Antarctica i Begwn y Gogledd.Mae hyn yn creu mwy o gyferbyniad egni 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 mynyddoedd mawr hemisffer y gogledd, sydd, fel yr awgrymodd gwaith cynharach Manabe, yn llethu stormydd.Mae cerrynt aer dros fynyddoedd mawr yn creu uchafbwyntiau ac isafbwyntiau sefydlog sy'n lleihau faint o ynni sydd ar gael ar gyfer stormydd.
Fodd bynnag, ni all dadansoddiad o ddata a arsylwyd yn unig 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 fydd ffactorau gwahanol yn cael eu dileu.
Wrth lyfnhau mynyddoedd y ddaear yn yr efelychiad, hanerwyd y gwahaniaeth yn nwyster y stormydd rhwng yr hemisfferau.Pan wnaethom dynnu gwregys cludo'r cefnfor, roedd hanner arall y gwahaniaeth storm 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 dyodiad, y cwestiwn pwysig y mae'n rhaid i ni ei ateb yw a fydd stormydd y dyfodol yn gryfach neu'n wannach.
Derbyn crynodebau wedi'u curadu o'r holl erthyglau a phapurau allweddol gan Carbon Brief trwy e-bost.Darganfyddwch fwy am ein cylchlythyr yma.
Derbyn crynodebau wedi'u curadu o'r holl erthyglau a phapurau allweddol gan Carbon Brief trwy e-bost.Darganfyddwch 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 hemisffer y de ar gyfartaledd yn dod yn fwy dwys tua diwedd y ganrif.
I'r gwrthwyneb, rhagwelir y bydd newidiadau yn nwysedd 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 ac yn awr yn newid.Wrth edrych ar newidiadau dros yr ychydig ddegawdau diwethaf, canfyddwn fod stormydd cyfartalog wedi dod yn ddwysach yn ystod 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 dynodi newidiadau sy'n digwydd am yr un rhesymau corfforol.Hynny yw, mae newidiadau yn y cefnfor yn cynyddu stormydd oherwydd bod dŵr cynhesach yn symud tuag at y cyhydedd a dŵr oerach yn dod 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 cefnforol yn cael eu gwrthbwyso gan golli rhew môr ac eira, gan achosi i'r Arctig amsugno mwy o olau'r haul a gwanhau'r cyferbyniad rhwng y cyhydedd a'r pegynau.
Mae'r fantol o gael yr ateb cywir yn uchel.Bydd yn bwysig i waith yn y dyfodol benderfynu pam mae'r modelau'n tanamcangyfrif y signal a arsylwyd, ond bydd yr un mor bwysig cael yr ateb cywir am y rhesymau corfforol cywir.
Mae Xiao, T. et al.(2022) Stormydd yn Hemisffer y De oherwydd tirffurfiau a chylchrediad y cefnforoedd, Trafodion Academi Gwyddorau Cenedlaethol Unol Daleithiau America, doi: 10.1073/pnas.2123512119
Derbyn crynodebau wedi'u curadu o'r holl erthyglau a phapurau allweddol gan Carbon Brief trwy e-bost.Darganfyddwch fwy am ein cylchlythyr yma.
Derbyn crynodebau wedi'u curadu o'r holl erthyglau a phapurau allweddol gan Carbon Brief trwy e-bost.Darganfyddwch fwy am ein cylchlythyr yma.
Cyhoeddwyd o dan drwydded CC.Gallwch atgynhyrchu'r deunydd heb ei addasu yn ei gyfanrwydd at ddefnydd anfasnachol gyda dolen i'r Briff Carbon a dolen i'r erthygl.Cysylltwch â ni ar gyfer defnydd masnachol.