تشكل علوم المحيطات محورا رئيسا يكتسي ذي أهمية بالغة من التركيز و توفير الدعم اللازم من طرف الحكومات. فمن أجل فهم جيد بديناميكية المحيطات و دوران التيارات البحرية ، تحصل العلماء البريطانيون المنتسبون الى اثنين من معاهد أبحاث المحيطات الرئيسية في المملكة المتحدة – المركز الوطني لعلوم المحيطات (NOC) ومسح القطب الجنوبي البريطاني (BAS) – حصصهم الخاصة من مبادرة بحثية مدتها خمس سنوات بقيمة 81 مليون جنيه إسترليني أطلقتها وكالة الأبحاث والاختراع المتقدمة في المملكة المتحدة (ARIA) لتعزيز المعرفة بالشبكة العالمية لعتبات النظام المعروفة باسم نقاط التحول.
من جانبهم، سيستخدم الباحثون في المركز الوطني لعلوم المحيطات حزمة تمويل بقيمة 11 مليون جنيه إسترليني لتطوير آلية مبتكرة للكشف عن أقدم علامات التحذير من انهيار الدوامة القطبية الأطلسية، حيث أن انهيار الدوامة القطبية الأطلسية، والتي تقع جنوب جرينلاند وأيسلندا، هي أحد المكونات الرئيسية لنظام دوران المحيطات العالمي، والتي تنقل الحرارة حول الكوكب وتساعد في تنظيم درجات الحرارة في أوروبا وأمريكا الجنوبية. و قد تم تحديدها كواحدة من ست نقاط تحول رئيسية على كوكب الأرض، و يمكن أن يكون لانهيار الدوامة القطبية الأطلسية تأثير عالمي كبير على الطقس والغذاء والأمن. في حين أن الحاجة الملحة لمراقبة استقرار التيار المحيطي مفهومة جيدًا بين المجتمع العلمي، فإن نماذج المناخ الحالية وملاحظات المحيطات محدودة حاليًا للغاية للتنبؤ بدقة بنقطة تحول يمكن أن تشير إلى انهيارها.
كجزء من برنامجها لتوقع نقاط التحول لمدة خمس سنوات، منحت ARIA الآن أكثر من 11 مليون جنيه إسترليني لـ NOC لتطوير وسيلة للكشف عن أقرب علامات تحذير ممكنة للانهيار.
يقود علماء NOC حاليًا ثلاثة من المشاريع الثمانية التي يتم إطلاقها في المجموع بموجب مبادرة ARIA البالغة 81 مليون جنيه إسترليني لتعزيز معرفتنا بنقاط التحول الكوكبية. أحد هذه المشاريع هو استكشاف استخدام منصات مراقبة الأرض الجديدة – مثل المناطيد أو الأقمار الصناعية الزائفة عالية الارتفاع – بينما سيعمل المشروع الثاني على إطلاق العنان لإمكانات كابلات الاتصالات البحرية الدولية الحالية لتصبح شبكة استشعار واسعة، بدءًا من شمال الأطلسي.
المشروع الثالث – الذي أطلق عليه اسم ملاحظات الدوامة شبه القطبية والنماذج والذكاء الاصطناعي لحل نقاط التحول وتوفير الكشف المبكر عن الإنذار، أو SORTED باختصار – سيستخدم الذكاء الاصطناعي ونماذج أخرى لدفع حدود ملاحظات المحيطات الحالية وتحويل قدرتنا على اكتشاف علامات التحذير المبكر لانهيار الدوامة شبه القطبية. سيشمل هذا تحديد الثغرات وعدم اليقين في البيانات.
البروفيسورة بيني هوليداي كبيرة العلماء في NOCقالت”يأتي هذا التمويل التحويلي من ARIA في لحظة حرجة لعلوم المحيطات والمناخ، مما يساعد في تلبية الحاجة الملحة لمعالجة الثغرات في فهمنا لنقاط التحول شبه القطبية في شمال الأطلسي…..ستكون NOC في طليعة هذا البرنامج الطموح، وتطوير مناهج مبتكرة رائدة – من النمذجة التي يقودها الذكاء الاصطناعي إلى تقنيات مراقبة المحيطات الثورية – لسد فجوات المعرفة هذه.”
إن الاعتقاد الراسخ بين العلماء هو أن الدورة في الدوامة القطبية الأطلسية تتجه نحو الانهيار ولكن نماذج المناخ الحالية وملاحظات المحيطات محدودة للغاية بحيث لا يمكنها التنبؤ بدقة بالنقطة التي سيتم عندها اختراق هذه العتبة.
وبالتالي، سيعمل المشروع على تطوير وسيلة للجمع بين الذكاء الاصطناعي ومعرفة نقطة التحول من النماذج الحالية – وفقًا للدكتورة أليخاندرا سانشيز فرانكس – “لدفع القيود المكانية الزمنية لسجلات المراقبة الحالية ودعم أنظمة الإنذار المبكر القوية اللازمة لانهيار الدوامة القطبية المحتملة.”
الدوامة القطبية الأطلسية هي تيار محيطي دائري كبير في شمال الأطلسي يلعب دورًا حاسمًا في التأثير على قوة وديناميكيات الدورة الانقلابية الأطلسية الزوالية – أو AMOC – وهي حركة عمودية واسعة النطاق للمياه في المحيط الأطلسي.
وقد ثبت أن توزيع الحرارة بواسطة الدوامة القطبية الفرعية له تأثير بارز على مناخ مجرى النهر فوق أوروبا. ومع ذلك، فإن تأثير تغير المناخ الناجم عن الإنسان على الدوامة لم يتم استكشافه نسبيًا حتى وقت قريب جدًا.
إن نقاط التحول المناخي – مثل انهيار الدوامة القطبية الفرعية الأطلسية – لديها القدرة على التأثير على مليارات الأشخاص في جميع أنحاء العالم. على سبيل المثال، إذا وصلت الطبقة الجليدية في جرينلاند – وهي نقطة تحول أخرى من النقاط الست المحددة – إلى نقطة تحول وانهارت، فقد يؤدي ذلك إلى تغيير كبير في تيارات المحيط وزيادة مستويات سطح البحر. وقد يؤدي هذا إلى حدوث فيضانات أكثر تواترًا وشدة.
كجزء من البرنامج الأوسع من ARIA، تم فتح المزيد من التمويل لتطوير البحث في نقطة التحول هذه على وجه الخصوص، بقيادة العلماء في المسح البريطاني للقطب الجنوبي. هذه المبادرة – المسماة GRAIL GReenland ice
تهدف دراسة تأثير ذوبان الأنهار الجليدية في جرينلاند على نقاط تحول الأطلنطي و فقدان الصفائح الجليدية إلى فهم كيف يؤدي ذوبان الأنهار الجليدية في جرينلاند إلى إطلاق المياه العذبة إلى شمال الأطلسي، مما يؤثر على دوران المحيطات والمناخ العالمي.
وفق الدكتور كيلي هوجان، عالم الجيوفيزياء البحرية في هيئة المسح البريطاني للقطب الجنوبي فإن جرينلاند هي أسرع مكان ذوبان على وجه الأرض، ولكن فقدان الجليد هذا له آثار غير مباشرة على كل من تيارات المحيط الأطلسي الشمالي ومصايد الأسماك.
“سيساعدنا هذا البحث الحاسم على فهم كمية المياه العذبة التي يطلقها الغطاء الجليدي، وما هي التأثيرات اللاحقة على التيارات المحيطية التي تجلب المياه الدافئة والطقس إلى المملكة المتحدة…..هذا هو العمل العاجل الذي يتعين علينا القيام به الآن حتى يتمكن صناع السياسات من فهم ما سيحدث في شمال الأطلسي ووضع خطط التكيف والتخفيف المناسبة…..تتنبأ بعض النماذج الحاسوبية بأن تغييرات كبيرة في المحيط الأطلسي قد تحدث في أقرب وقت ممكن في الأربعينيات من القرن الحادي والعشرين، لذا فهذه لحظة مهمة بالنسبة لنا للتحقيق في نقطة تحول الغطاء الجليدي في جرينلاند”. يقول الدكتور كيلي هوجان.
