دال-2 النظم المترابطة

كما أشير في القسم دال-1, ، يعمل الكثير من التغذية المرتدة في إطار العناصر الفردية في النظام المناخي (الغلاف الجوي والمحيطات والكريوسفير، وسطح اليابسة) غير أن الكثير من العمليات الهامة والتغذية المرتدة تحدث من خلال الربط بين عناصر النظام المناخي. وتمثيل هذه العناصر هام لعملية التنبؤ بالاستجابات واسعة النطاق.

طرق التقلبية الطبيعية

يتزايد الإدراك بأن أنماط الدوران الطبيعي، مثل التذبذبات الجنوبية ذات الصلة بظاهرة النينيو وتذبذبات شمال الأطلسي، تضطلع بدور أساسي في مناخ العالم وتقلبيته بين السنوات وطويلة الأجل. وتعتبر ظاهرة التذبذبات الجنوبية الناجمة عن ظاهرة النينيو بين السنوات (انظر الاطار 4). أقوى التقلبات الطبيعية للمناخ على النطاق الزمني لعدة سنوات. وهي عبارة عن طريقة للترابط الكامن بين الغلاف الجوي والمحيطات مع وجود نشاطها الأساسي في المناطق المدارية من المحيط الهادئ، وان كان مع بعض التأثيرات المناخية الإقليمية الهامة في مختلف أنحاء العالم. ولم تبدأ نماذج المناخ الإجمالي إلا الآن في عرض تقلبية المناطق المدارية من المحيط الهادئ التي تماثل التذبذبات الجنوبية الناجمة عن ظاهرة النينيو وذلك أساسا من خلال زيادة التحليل الطولي عند خط الاستواء. كما أن أنماط درجات حرارة سطح البحر ودوران الغلاف الجوي المماثلة لتلك التي تحدث خلال التذبذبات الجنوبية الناجمة عن ظاهرة النينيو ذات النطاق الزمني متعدد السنوات تحدث على أساس العقد الواحد، وطويل الأجل.

تذبذبات شمال الأطلسي هي النمط المهيمن على تقلبية دورة الغلاف الجوي في فصل الشتاء الشمالي، وتتزايد محاكاته بصورة واقعية. وترتبط تذبذبات شمالي الأطلسي ارتباطا وثيقا بتذبذبات منطقة القطب الشمالي التي لها عنصر سنوي إضافي آخر حول القطب الشمالي. وتوجد شواهد قوية على أن هذه التذبذبات تنشأ أساسا من عمليات الغلاف الجوي الداخلية التي تشمل نظام ا لتروبوسفير  والستراتوسفير بأكمله. وترتبط التقلبات في درجات حرارة سطح المحيط الأطلسي بقوة تذبذبات شمال الأطلسي، وثمة تفاعل متواضع متبادل بين هذه التذبذبات والمحيط الأطلسي مؤديا إلى تقلبية في العقد الواحد، أخذ يظهر باعتباره عنصرا مهما في إسقاطات تغير المناخ.

قد يظهر تغير المناخ في شكل وسيلة تحول، أو تغير في أفضلية نظم مناخية نوعية على الندو المشاهد من الاتجاه المرصود نحو القيم الموجبة خلال السنوات الثلاثين الأخيرة في دليل تذبذبات شمال الأطلسي ؤ"تحول " المناخ في المناطق المدارية من المحيط الهادئ نحو عام 1976. وفي حين أن النماذج المترابطة تحاكي جوانب تقلبية المناخ الطبيعي المرصودة مثل تذبذبات شمال الأطلسي، والتذبذبات الجنوبية ذات الصلة بظاهرة النينيو مما يشير إلى أن الكثير من العمليات ذات الصلة مدرجة في النماذج، يتعين تحقيق المزيد من التقدم في رصد هذه الطرق الطبيعية بدقة. وعلاوة على ذلك، فإنه نظرا لأن تذبذبات شمال الأطلسي والتذبذبات الجنوبية ذات الصلة بظاهرة النينيو من العناصر المحددة الرئيسية لتغير المناخ الإقليمي ويمكن أن تسفر عن تغييرات مفاجئة وغير متوقعة، حدثت زيادة في عدم اليقين بالنسبة لتلك الجوانب من تغير المناخ التي تعتمد بصورة أساسية على التغيرات الإقليمية.

الدوران المدفوع بالتباين الحراري والملحي

الدوران المدفوع بالتباين الحراري والملحي هو المسؤول عن جزء كبير من الانتقال الطولي للحرارة في المحيط الأطلسي. وهـو عبارة عن دوران عالمي النطاق يحدث في المحيط بدفع من الاختلافات في الكثافة الناشئة عن تأثيرات درجات الحرارة والملوحة. ففي المحيط الأطلسي، تنتقل الحرارة بواسطة تدفق المياه السطحية الدافئة نحو الشمال والمياه المالحة الباردة من شمال المحيط الأطلسي العائدة إلى العمق. ويمكن أن تنطلق عملية إعادة تنظيم الدوران المدفوع بالتباين الحراري والملحي في الأطلسي بفعل الاضطرابات في الطوافية السطحية التي تتأثر بالتهطال والبخر وجريان المياه القارية وتكوين الجليد البحري وتبادل الحرارة، والعمليات، وهي عمليات يمكن أن تتغير كلها بما يكون له من نتائج على المناخ الإقليمي والعالمي. ومن المحتمل أن يكون أيضا للتفاعل بين الغلاف الجوي والمحيط أهمية كبيرة على النطاقات الزمنية للعقد الواحد والفترات الأطول من ذلك حيث يعمل هذا الدوران. ويشكل التفاعل بين التأثير الكبير للغلاف الجوي مع الاحترار والبخر في خطوط العرض المنخفضة، وزيادة التهطال في خطوط العرض القطبية، الأساس لعدم استقرار محتمل في الدوران المدفوع بالتباين الحرارة والملحي الحالي في المحيط الأطلسي. وقد تؤثر التذبذبات الجنوبية ذات الصلة بظاهرة النينيو أيضا في دوران المحيط الأطلسي من خلال تغيير توازن المياه العذبة في المناطق المدارية من ذلك المحيط، ومن ثم توفير ارتباط بين خطوط العرض المنخفضة والقطبية. غير أن عدم اليقين المرتبط بتمثيل التدفقات صغيرة النطاق فوق النتوءات ومن خلال المضايق الضيقة وحرارة المحيطات يحد من قدرة النماذج على محاكاة الأوضاع التي تشتمل على تغييرات كبيرة في الدوران المدفوع بالتباين الحراري والملحي. وانخفاض ملوحة شمالي المحيط الهادئ يعني أن الدوران لم يحدث في ذلك المحيط.

الأحداث غير الخطية وسرعة تغير المناخ

تتوافر احتمالات لحدوث تغييرات سريعة غير رجعية في النظام المناخي، إلا أن هناك درجة كبيرة من عدم اليقين عن الآليات المشاركة في ذلك ومن ثم عن احتمال هذه التحويلات أو مداها الزمني. فالنظام المناخي يشتمل على الكثير من العمليات والتغذيات المرتدة التي تتفاعل بطرق معقدة غير خطية. ويمكن أن يؤدي هذا التفاعل إلى ظهور عتبات (أو حدود دنيا) في النظام المناخي والتي يمكن عبورها إذا ما تعرض النظام لقلق كاف. وثمة شواهد على عينات الجليد القطبي تشير إلى أن نظم الغلاف الجوي يمكن أن تتغير في غضون بضعة أعوام، وأن التغييرات في الكرة الأرضية بأكملها يمكن أن تحدث بسرعة تصل إلى بضعة عقود. فعلى سبيل المثال، احتمال وجود عتبة للتحول السريع لدوران المحيط الأطلسي إلى حالة من الانهيار، قد أظهر من خلال مجموعة هرمية من النماذج- غير أنه ليس من الواضح بعد ما هي هذه العتبة ومدى احتمال أن يؤدي النشاط البشري إلى تجاوزها (انظر القسم زاي- 6). ويمكن أن يتصف دوران الغلاف الجوي بمختلف الأنماط المستخلصة مثل الناشئة عن التذبذبات الجنوبية ذات الصلة بظاهرة النينيو وتذبذبات شمالي الأطلسي، وتذبذبات القطب الشمالي، والتغييرات في مرحلتهم يمكن أن يتم بسرعة- وتشير النظرية الأساسية والنماذج إلى أن تغير المناخ يمكن الإعراب عنه في أول الأمر بالتغييرات في وتيرة حدوث هذه الأنماط. فالتغيرات في الغطاء النباتي، سواء من خلال إزالة الغابات مباشرة بفعل الأنشطة البشرية أو تلك الناجمة عن احترار العالم، قد تحدث بسرعة وتستحث تغييرا آخر في المناخ. ومن المفترض أن تكوين الصحراء الكبرى بسرعة قبل نحو 5500 سنة، يشكل مثالا على هذه التغييرات غير المستقيمة في الغطاء الأرضي.

دال-3 تقنيات التفاصيل الإقليمية

لم تعالج المعلومات الخاصة بالمناخ الإقليمي إلا بصورة محدودة في تقرير التقييم الثاني. وقد تحسنت التقنيات المستخدمة في زيادة التفاصيل الإقليمية بدرجة كبيرة منذ تقرير التقييم الثاني، وأصبحت تستخدم على نطاق أوسع. وتقع في ثلاث فئات هي نماذج الدوران العام في الغلاف الجوي والمحيطات عالية ومتغيرة التحليل، ونماذج المناخ الإقليمية أو منطقة محدودة معششة) والطرق الإحصائية التجريبية والإحصائية الدينامية. وتعرض التقنيات مختلف جوانب القوة ونقاط الضعف، ويعتمد استخدامها على النطاق القاري اعتمادا هـ ويا على احتياجات الاستخدامات التوعية.

ونماذج الدوران العامة للغلاف الجوي والمحيطات ذات التحليل غير المصقول تحاكي جوانب الدوران العامة للغلاف الجوي بصورة عامة تماما. أما على النطاق الإقليمي، فإن النموذج يبين تحيزات في متوسطات المساحات تتباين بدرجة كبيرة في النماذج من إقليم لإقليم وفيما بين النماذج مع تحديد المساحة القارية متوسطات التحيزات في درجات الحرارة الموسمية 4 س وتحيزات التهطال- 40 و+ 80%. وتمثل هذه تحسنا هاما بالمقارنة بنماذج الدوران التي قيمت في تقرير التقييم الثاني.

ويبين وضع نماذج الدوران العامة في الغلاف الجوي عالي التحليل ومتغير التحليل منذ تقرير التقييم الثاني أن الدينامية والتدفقات واسعة النطاق في النماذج تتحسن مع زيادة التحليل. غير أن الأخطاء النظامية تفاقمت في بعض الحالات بالمقارنة بنماذج التحليل غير المصقول على الرغم من أنه لم يتم توثيق سوى عدد قليل جدا من النتائج.

وقد اكتملت نماذج المناخ الإقليمي منذ تقرير التقييم الثاني. وتحسنت النماذج الإقليمية باستمرار من التفاصيل المكانية المتعلقة بالمناخ المحاكي بالمقارنة بنماذج الدوران العامة في الغلاف الجوي. وأظهرت نماذج المناخ الإقليمي المدفوعة بالظروف الحدودية المرصودة تحيزات في درجات الحرارة المتوسطة بحسب المساحة (النطاقات الإقليمية 10 إلى 10 كيلومتر مربع) أقل عموما من 2° س في حين أن تحيزات التهطال كانت تحت 50%. وتشير أعمال وضع التفاصيل على أساس إقليمي، على نطاقات منقحة، أن التغييرات يمكن أن تختلف اختلافا كبيرا في الضخامة أو العلامة عن النتائج الكبيرة لمتوسط المساحة. وتتوافر امتدادات كبيرة نسبيا بين النماذج، على الرغم من أن عزو سبب هذه الاختلافات غير واضح.