לעיתים נדמה כי עוצמתן של סופות החורף היא תעלומה בלתי צפויה, אך עולם המחקר האקלימי מראה כי טמפרטורות הים משחקות תפקיד מרכזי בקביעת עצמתן של מערכות מזג האוויר הללו. ככל שמחקרי האקלים מתקדמים, מתברר כי לאופן שבו הים מתנהל יש השפעה ישירה על אופי ועוצמת הסופות החורף שמגיעות אלינו באמצע השנה, ומאפשרות להבין טוב יותר את ההיגיון שמאחורי התופעות המטלטלות את הארץ בכל עונה קרה.
כאשר חוקרי מזג אוויר ומדעי אקלים בוחנים את עוצמת סופות החורף, הם תמיד מצביעים על גורם מכריע אחד: טמפרטורת המים מתחת לעננים. ההבנה של קשר זה בין טמפרטורת הים לתופעות מזג האוויר המתחילות בחורף פותחת אופקים חדשים לחיזוי מזג אוויר ולהבנת השפעות שינויי האקלים על המערכת הגלובלית.
הים כמנוע אקלימי של כדור הארץ
לפני שניגע איך טמפרטורת הים מבעירה את סופות החורף, כדאי להכיר את התפקיד היסודי של הים במערכת האקלים של כדור הארץ. הים קולטים כשבעה עשורים אחוזים לפחות מהחום העודף הנאגר סביב כדור הארץ כתוצאה מפעילות גזי חממה, והוא מהווה את מאגר החום הגדול ביותר בכדור הארץ.
אנרגיה זו, המאוחסנת מתחת לפני השטח, אינה פסיבית. היא משתפת פעולה באופן ישיר עם הטמפרטורה באטמוספירה, ומפעילה מערכות מזג אוויר שמעצבות את האקלים האזורי במשך כל השנה.
טמפרטורת פני המים (SST) מייצגת את חום השכבות העליונות של הים, ומדוד על ידי חיישנים בלוויינים ובמדיוניות ימיות. מדידות אלה מגלות כי טמפרטורות המים משתנות באופן חמור בהתאם למקום ולעונה, מה שמהווה בסיס להבנת ההבדלים במזג האוויר באזורנו.
בקו המשווה, מים מגיעים בדרך כלל ל-85 מעלות פרנהייט (כ-29.4 מעלות צלזיוס) ומעלה, בעוד שבאזורים הקוטביים הטמפרטורות נושקות ל-20 מעלות פרנהייט (כ- -6 מעלות צלזיוס). ההבדלים הללו חשובים מאוד, מכיוון שהם משפיעים על זרמי הרוח, זמינות הלחות, והאנרגיה הזמינה ליצירת סופות.
איך מים חמים מזינים את התפתחות סופות החורף
כאשר טמפרטורת הים עולה, מופעלות מספר מנגנונים שמעוררים ומעצימים את סופות החורף. התהליך המרכזי הוא ההתחממות והתחממות מהירה יותר של המים, שמביאה לעלייה בתהליך האידוי.
מים חמים מתאדים במהירות רבה יותר, ומוסיפים לאטמוספירה כמות גדולה יותר של אדי מים. תארו לכם את זה כמו תוספת של דלק נוסף למדורה: יותר לחות באוויר מייצרת יותר אנרגיה, וזו תורמת לפעילות סערות חזקה יותר.
האדי מים אינם פשוט חומרים בלתי פעילים; כשאדי המים עולים, מתקררים ונדחסים, הם מרככים אדי מים לתוך טיפות המקשרות את הקשר בין מים לאוויר ומייצרות ענני משקעים כבדים. תהליך זה משחרר חום שנקרא "חום לסטטי", ומחזק את התנועות שמעוררות את סערות הרוח ומזינות אותן באנרגיה נוספת.
במקביל, טמפרטורת פני הים הגבוהה פחות או יותר גורמת לירידה בלחץ האטמוספירי ישיר מעל לפני הים, ויוצרת ואקום זמני שמושך פנימה אוויר סוער ומחזק את הסיבוב של המערכת הסוערת.
ההשלכות של תופעה זו ניכרות מהר. האטמוספירה שמעל לימים חמים יותר נעשית פחות יציבה, מה שמגדיל את הסיכוי שהתאוצה שלה תגרום לעליית עננים גדולים וסערות עוצמתיות יותר.
כמו כן, על כל מעלה צלזיוס של התחממות, קיבולת הניקוז של האוויר ללחות גדלה ב־7% בערך. זה מסביר מדוע סופות over ימים על ימים באזורים עם מי הים החמים יותר לא רק מחזקות אלא גם מתבטאות ביותר גשמים וכמות גדולה יותר של נוזלים הנוספים לעננים.
שינויי אקלים ועליית טמפרטורת הים
מאידך, הטמפרטורה הממוצעת של פני הים בעולם עלתה ב־0.88°C מאז המאה ה־19, והעלייה הזאת היא מואצת בשני העשורים האחרונים.
שינויים אלו משפיעים באופן מיידי על המנגנונים שהוזכרו, ומגברים אותם. הים החם יותר מחזיר עוד ועוד אדי מים לאטמוספירה, ועוזר ליצירת סופות חורף חזקות יותר מבעבר, עם כמויות גשמים חסרות תקדים ומורכבות יותר.
אוויר רווי בלחות וקר מאוד לא רק יוצר שלג, אלא לעיתים עובר לתבניות גשם או גשם קפוא כאשר מדובר באיזורים קרירים, ומאפשר יצירת מצבים מסוכנים במיוחד כשהטמפרטורות שוות בין שכבות האוויר והרצפים הקרים, ומאפשרות להרטיב את פני הקרח או הקרחונים ולהפוך אותם לקרח חם ומעמיק.
התחממות זו גם מאתגרת את ההתנהגות של הוורטקס הקוטבי, המערכת של רוחות בחלק העליון של האטמוספירה שאמורה לשמור על האוויר הקור בקוטב הרחוק. ככל שהארקטיקה חמה יותר, ההפרש בטמפרטורה בין הקוטב לאזורים הקרובים פחות, והוורטקס הקוטבי נוטה לגלוש ולהתארך דרומה, דבר שמגביר את הסיכון לסערות קשות במיוחד בחורף.
כאשר וורטקס חלש ושניהם – החימום של הים והזזת האוויר הקר – מתמזגים, נוצרים סופות חורף קיצוניות, שמקורן בשילוב של חומציות טרופית וקרירות ארקטית, ומחוללות סיכון להתרחשויות היסטוריות של שלג כבד או הצטברות קרח נדירה.
השפעות אזוריות של דפוסי טמפרטורת פני הים
הים התיכון והגולף של מקסיקו הם דוגמאות מרתקות לאופן שבו טמפרטורת הים משפיעה ישירות על עוצמת סופות החורף באזורים נרחבים. הים הזה משמש כמאגר הלחות המרכזי של מזג האוויר החורפי הפוגע בארצות הברית ובחלקים אחרים של העולם.
כאשר מי הים בגולף חמים יותר מן הממוצע, הם מוסיפים אדי מים לאדי המים באטמוספירה שמעצימים את עוצמת הסופות, ומביאים לעלייה בכמות הגשמים. להפך, טמפרטורות קרות יותר מגבילות את כמות הלחות שזמינה, ומעקבות את הופעתן של מערכות סופה חזקות יותר.
האוקיינוס האטלנטי גם משפיע על מזג האוויר באירופה ובחלקים מצפון אמריקה דרך תבניות תקשורת ארוכות טווח, המכונות 'טליקונקציות'. מחקרים מראים כי שינויים בטמפרטורת פני הים בים האטלנטי יכולים להשפיע על שאר המערכת באורח חמור כשהזמן קצוב מראש, ומספקים תבניות לחיזוי עונת החורף בטווח הארוך, הרבה לפני שהסערות מגיעות.
זרם הגולף, הזרם החם של האוקיינוס האטלנטי, משמש כמינר ליציבות חודשי חורף אירופיים, ובעוד הוא מחמם את האקלים, גם משפיע על הדפוסי משקעים בכל אזור בעקבות טמפרטורותיו המשתנות.
מה שמייחד את סערות החורף החזקות
כמה גורמים קובעים האם סערת חורף תישאר על גבול החלשה או תתחזק במהירות, עד כדי סופת רוב סערות. הגורם המרכזי הוא נוכחות של מים חמים באוקיינוס, שמעניקים את חומר הגלם האופייני, ואם אין אותו, הסופה לא תוכל להעמיק ולהתעצם.
אולם, טמפרטורת הים לבדה אינה מספיקה. על הסערה להיתקל גם במקור של אוויר קר כדי לייצר את ההבדלים בטמפרטורה שמניעים סיבובים חזקים יותר. הבעיות מתעוררות כשהתנאים באטמוספירה תומכים בהתרוממות ומבנה מאורגן. מיקומו ועוצמתו של הזרם הזנב, מצב הרוחב של הרוח בגובה, וההתפזרות באטמוספירה העליונה משפיעים כולם על כך האם המערכת תישאר מבולגנת או תתמקד לסופת עוצמה.
חיזוי מזג האוויר בחורף באמצעות נתוני הים
מדעי האקלים ומזג האוויר נעזרים יותר ויותר במעקב אחר טמפרטורות פני הים כדי להרחיב את תחום התחזיות לעונת החורף. תבניות כמו 'אל ניניו' ו'לא ניניו', שמובנות חודשים מראש באמצעות מעקב אחרי טמפרטורות פני הים, מאפשרות לחזות את דפוסי הגשמים והטמפרטורות באזורים מסוימים.
אמנם תחזיות אלה אינן מחזיות אירועי סערות בודדות, אך הן מסייעות בהערכת סיכויים שנתית, ומספקות מידע שמאפשר לתכנן מראש את המשאבים וההיערכות לעונת החורף, ומסייעות לגיבוש אסטרטגיות התמודדות עם מזג אוויר חזק יותר וחריג יותר.
קשרי אוקיינוס-אטמוספירה והיערכות לחורף
ההכרה איך טמפרטורות הים משפיעות על עצמת סופות החורף משנה את הדרך שבה קהילות וממשלות מתכוננות לעונת החורף.
כאשר מדדי טמפרטורת פני הים מצביעים על אנומליות – בין אם בזכות תבניות כמו אל ניניו או תוצאות חום ימי ייחודיות – ניתן להניח אמצעים מוקדמים יותר, ולהגביר ערנות לאירועים עתידיים. תכנון מוקדם מאפשר להתאים את ההיערכות למזג האוויר הצפוי, לשפר את ההתמודדות ולמנוע נזקים בעת התמוטטות מערכות תשתית ותחבורה.
בין אם זה ניהול משק המים, או הכנת הצוותים לחירום, הבנת שינויים בטמפרטורת הים תורמת לתכנון ארוך טווח יותר ומסייע להפחית נזקים אובייקטיביים במקרים של סופות חזקות במיוחד.
שאלות נפוצות
1. כמה זמן לוקח לשינויים בטמפרטורת הים להשפיע על מזג האוויר בחורף?
בדרך כלל, שינויים בטמפרטורות הים משפיעים על מזג האוויר בחורף תוך 3 עד 6 חודשים. תבניות כמו אל ניניו ו'לא ניניו' ניתנות לחיזוי עד ל-8 חודשים מראש באמצעות מעקב אחר פני הים, אך חיזוי סערות ספציפיות מוגבל לרומזי טווח קצר של 7 עד 10 ימים.
2. האם חימום הים יכול להפחית את עוצמת הסופות?
כן. אם החימום יעלים את ההבדלים החדים בטמפרטורה בין אוויר קר וחם, הסופות עלולות להיחלש. קירור של הגבול של האטמוספירה והקוטב גם כן יכול לשבש את המנגנונים שמחזקים סערות קשות כשהן מתהווהות.
3. האם אגמים ונהרות פנימיים משפיעים על עוצמת הסערות באותה מידה כמו הים?
למה, תורמים אגמים ללחות מקומית יותר, אך על היקף גדול יותר של השפעה ומרווחי זמן משמעותיים יותר, משפיעות תופעות אקלימיות עולמיות כמו הים והזרמים באוקיינוסים. אגמי אגמים מכילים כמות מוגבלת של מים ביחס אל הים, וההשפעה שלהם על מזג אוויר אינה שווה לחום וללחות אותם משדרים פני הים.
4. כיצד מודדים טמפרטורות פני הים בדיוק?
חיישני לוויינים אינפרראד אדומה מזהים את טמפרטורת המים ממרחוק מחלל, בעוד שמדיוניות ימיות מדידות את המים ישירות. שילוב של שתי טכנולוגיות אלה מסייע ליצירת רישומים עולמיים של טמפרטורות פני הים, המהווים כלי מרכזי למחקר, חיזוי ומעקב אחר שינויי אקלים בגובה העולמי.
