مایکل گیل دانشمندِ اقلیم‌شناس به توضیح خلاءهای موجود در درک ما از تغییرِ اقلیم پرداخته است.

جهان در حال گرم شدن است. اما این تنها دمای متوسط نیست که اهمیت دارد. به گفته‌ی مایکل گیل (Michael Ghil) که کرسی‌هایی در دانشگاه کالیفرنیای لس آنجلس و École Normale Supérieure پاریس دارد، برای درک و مدل‌سازی کامل تغییرات اقلیمی، درک و فهم تغییرپذیریِ اقلیم نیز حائز اهمیت است. تغییرپذیری اقلیمی (فراز و نشیب های کوتاه مدت شرایط جوی که شامل حوادث شدیدی مانند طوفان است) به سختی از روند طولانی‌ مدت تغییرات اقلیمی قابل تفکیک است. اما انجام این کار در صورتی اهمیت می‌یابد که فیزیک‌دانان بخواهند سهمی در تأثیرات فعالیت‌های انسانی بر اقلیم داشته باشند؛ چیزی که گیل امیدوار است مطالعاتش در مورد تنوع آب و هوا و تغییرات اقلیمی انجام دهد.

گیل و همکارش والریو لوکارینی (Valerio Lucarini) از دانشگاه هامبورگ آلمان و دانشگاه ریدینگ در انگلستان، اولین مقاله‌ی مروری در فیزیک اقلیم را در مجله‌ی Reviews of Modern Physics به چاپ رسانده‌اند. گیل در مصاحبه‌ای که با مجله‌ی فیزیک داشته شکاف‌های موجود در درک تغییرات اقلیمی را توضیح داده و امیدوار است تا این مقاله‌ی جدید در این زمینه مفید واقع شود.

- چه چیزی باعث شد تا شما تصمیم به نوشتن این مقاله‌ی مروری کنید؟

چالش بزرگی که جامعه پژوهشی با آن روبرو است سروکار داشتن با عدم‌قطعیت در پیش‌بینی‌های آب و هواییِ آینده است. پرداختن به این عدم قطعیت‌ها، به‌ویژه در پاسخ اقلیم به فعالیت‌های انسانی، مسئله واقعاً مهمی است و این یکی از موارد کلیدی است که در این مقاله به آن پرداخته ایم.

دو روش‌شناسی یا حوزه‌ی علمی وجود دارد که در مورد کاربرد آنها بحث می‌کنیم: از نقطه نظر ریاضیات، نظریه‌ی سیستم‌های دینامیکی و از نظر فیزیکی، مکانیک آماری (به طور خاص پاسخ افت‌وخیز-اتلاف و پاسخ خطی). مقالات زیادی وجود دارد که به طور جداگانه در مورد استفاده از این روش‌ها در مطالعات اقلیمی بحث می‌کنند، اما مقاله‌ای نبوده که هر دو مورد را تحت بررسی قرار دهد. این مقاله که توسط والریو و من نوشته شده، سعی در انجام چنان کاری داشته است.

- امیدوارید خوانندگان شما چه پیامی از این مقاله بگیرند؟

متأسفانه این تصور وجود دارد (که توسط برخی از فعالان علوم اقلیمی تداوم یافته است) که «علم زمانی به میدان می‌آید که صحبت از تغییر اقلیم شود. اکنون این جامعه است که باید عمل کند." من موافقم که ما باید عمل کنیم. شواهد زیادی برای آن وجود دارد. اما این علم بسیار دور از عمل است. ما تنها به سوالات بسیار سخت و اساسی رسیده‌ایم.

- می‌توانید توضیح بیشتری دهید؟

دانش‌مندان درک خوبی از چگونگی تغییر دمای کره‌ی زمین ناشی از فعالیت‌های انسانی دارند. اما درک کاملی از تأثیر آن بر سایر جنبه‌های اقلیمی را از دست داده‌ایم؛ به عنوان مثال می‌توان به دامنه و بسامد حوادث شدید اشاره کرد.

یکی از موضوعات این است که اکثر مردم، دانشمندان یا افراد دیگر، آب و هوا را چیز ساکنی می‌پندارند که عوامل انسانی تنها منجر به تاثیراتی حول و حوش آن می‌شود. اما اقلیم طبیعی دائماً در حال افت و خیر است. آنچه که امیدواریم والریو و من در این مقاله ارائه دهیم، یک چارچوب واحد برای مدل‌سازی تغییرات و تنوع اقلیمی است که این نوسانات را به حساب می آورند.

- تفاوت آب و هوا و اقلیم چیست؟

آب و هوا را می‌توان به عنوان شرایط جوی در مقیاس زمانی کوتاهتر از یک فصل یا حدود 100 روز تعریف کرد. وضعیت جو و اقیانوس در مقیاس زمانی بیش از ده سال قطعا جزو اقلیم به حساب می‌آید. جایی در این بین، این دو با هم همپوشانی دارند. متأسفانه، هیچ راه آسانی برای تشخیص دقیق مرز متوقف شدن آب و هوا و شروع اقلیم وجود ندارد.

‌به فصل‌هایی فکر کنید که پیشروی آن‌ها چشم‌گیرترین پدیده‌ی اقلیمی طبیعی است. برای مثال در جاهایی مانند نیویورک، جایی که دما در زمستان به زیر نقطه‌ی انجماد و در تابستان به بیش از 30 درجه سانتیگراد می‌رسد، می‌توان تفاوت بیشتری نسبت به اقلیم امروزی و یک قرن پیش قائل شد. اما پیشروی فصول از یک دهه به دهه‌ی دیگر تغییر می‌کند و نحوه ورود به یک زمستان، به عنوان مثال با یک اقیانوس گرم‌تر یا سردتر، ممکن است بر تعداد یا شدت قسمت‌های به خصوص سرد تأثیر بگذارد.

- آیا می توانید درباره چگونگی ارتباط اقلیم در مقاطع زمانی طولانی با فصول یا حوادث شدید، بیشتر بگویید؟

گرم شدن کره زمین با کاهش اختلاف درجه‌ی استوا نسبت به قطب همراه است، زیرا دما در مناطق قطبی بیشتر از مناطق استوایی افزایش می‌یابد. این کاهش می‌تواند تعداد حوادث شدید مانند حوادث اخیر ناشی از گرداب قطبی در منطقه‌ی غرب میانه و شرق ایالات متحده را افزایش دهد، اما هنوز این حدس به شدت مورد بحث است.

سیستم اقلیمی پیچیده است و در درک نحوه‌ی رفتار آن، مشکلات غیرقابل حل وجود دارد که شایسته توجه هستند. واقعیت این است که تاثیر فعالیت‌های انسانی بیشتر از اثر میانگین دماست. ما بر روی پیشروی فصول، دامنه، مدت‌زمان و بسامد وقایع شدید آب و هوایی تأثیر می‌گذاریم.

- چالش اصلی تهیه یک مقاله مروری در چنین زمینه‌ی بین رشته‌ای چه بود؟

جا دادن آن فقط در 77 صفحه و 52 شکل!

درباره‌ی نویسنده:

اریکا کِی. کارلسان کمک ویراستار مجله‌ی فیزیک در شهر نیویورک است.

مرجع:

1. A. Rana et al., “Potential of attosecond coherent diffractive imaging,” Phys. Rev. Lett. 125, 086101 (2020).

منبع: