اكتشف البروفيسور يواكيم رويدر من جامعة نيو هامبشاير أن الضربات الأكثر قوة للطقس تنتج عن التوهجات الفردية على الشمس. وكان هذا الاكتشاف نتيجة تحليل 67 عاما من البيانات المنشورة في رسائل البحوث الجيوفيزيائية.
وحتى في ذروتها، يظل سطوع الشمس ثابتًا تقريبًا، لذا تتجاهله النماذج المناخية إلى حد كبير. وقد تم طرح فرضيات سابقة مفادها أن الأشعة الكونية تساهم في تكوين السحب أو أن الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس تغير الرياح، لكن لم يتم تأكيد أي منها.
ولكن يبدو أن التوهجات الشمسية تضرب دوران الغلاف الجوي بقوة غير متوقعة، على الأقل على المستوى الإقليمي. تظهر هذه الدراسة أن العواصف القصيرة، وليس الدورة البطيئة التي تستمر 11 عامًا، هي التي يمكن أن تهز الطقس بشكل كبير على سطح كوكبنا.
درس الفيزيائي السجلات بعناية من عام 1950 إلى عام 2017. وقارن مؤشر العواصف المغنطيسية الأرضية لكل ساعة بالتوقيت الصيفي مع خرائط إعادة تحليل ERA5 للطقس فوق أمريكا الشمالية. وفي كل مرة ينخفض فيها التوقيت الصيفي بشكل حاد، يتم تسجيل حالات شاذة في درجة حرارة السطح والضغط والرياح والأمطار والإشعاع الشمسي. تم فرز البيانات حسب شدة العاصفة وحسب الموسم لإنشاء خرائط إحصائية للتأثير.
والنتيجة هي صورة مفصلة للعلاقة بين الشمس والطقس. عند حدوث عواصف شديدة، تظهر حالات شاذة مميزة على الخرائط. في الشتاء، على سبيل المثال، غالبا ما تتزامن عاصفة قوية مع سلسلة من درجات الحرارة المنخفضة بشكل غير عادي في جزء من الولايات المتحدة (مع ارتفاع درجات الحرارة في الجنوب)، ولكن في الصيف قد تكون الصورة عكس ذلك. تزداد هذه التقلبات ثم تموت على مدار عدة أيام.
والأهم من ذلك، أن مثل هذه النبضات الناتجة عن العواصف يمكن أن تطغى على التقلبات اليومية العادية.
اعتمادا على الموسم والمنطقة
تختلف التأثيرات حسب الموسم والمنطقة. أسوأ التأثيرات المناخية تحدث في الشتاء. قد يكون السبب هو الدوامة القطبية الستراتوسفيرية، وهي دوران عملاق عند خطوط العرض العليا يتشكل خلال الأشهر الباردة. تحمل العاصفة المغناطيسية الأرضية الطاقة إلى الغلاف الجوي العلوي، مما يؤدي إلى تغيير الدوامة القطبية، ويبدو أن هذه التموجات تنتقل إلى الأسفل. تؤدي هذه الاضطرابات في التيار النفاث إلى حدوث زيادات مفاجئة في درجة الحرارة والضغط والرياح.
ومن المثير للاهتمام أن المشتبه بهم المعتادين لا علاقة لهم بهذا. ويؤكد المؤلف أن البيانات “تستبعد ترسب الجسيمات النشطة كسبب”. إن الأشعة الكونية، أو الجسيمات عالية الطاقة التي تدخل الغلاف الجوي، لا تفسر تغيرات الطقس. وبدلا من ذلك، تشير الأدلة إلى وجود صلة بين الغلاف المغناطيسي والغلاف الجوي “من الأعلى”. وكما يقول المقال، فإن الأنماط التي تم تحديدها “تشير إلى آلية من أعلى إلى أسفل، على سبيل المثال، الاتصال من خلال الدوامة القطبية”.
على اليسار توجد تغيرات في الضغط الجوي ودرجة الحرارة وهطول الأمطار على السطح اعتمادًا على شدة العواصف الجيومغناطيسية.
على اليمين يوجد التباين الإقليمي والموسمي للعواصف المعتدلة (−200 <Dst <−100).
ما هو التالي
حتى الآن، يغطي العمل فقط أمريكا الشمالية (حيث تتوفر بيانات مفصلة) ونهج إحصائي واحد. ولا يمكنها حتى الآن وصف فيزياء الظاهرة بدقة أو القول بأن كل قارة تشهد نفس التغييرات. ومن المخطط في المستقبل توسيع نطاق التحليل ليشمل العالم أجمع واختبار المزيد من العواصف.
في الوقت الحالي، التأثير العملي واضح: يمكن أن يكون للطقس الفضائي آثار في الوقت الحقيقي بالنسبة لنا. يمكن أن يقوم المتنبئون بتضمين تحذيرات بشأن الاضطرابات المغناطيسية الأرضية في التنبؤات. على سبيل المثال، يمكن أن يحذر تنبيه العاصفة الشديدة من جبهات باردة أو تحولات رياح قوية بشكل غير عادي. ومن الممكن أيضًا أن تحتاج النماذج المناخية إلى التعديل.
يلخص رايدر قائلاً: “إن العواصف المغناطيسية الأرضية لها تأثير عميق على طقس الأرض – درجة الحرارة والضغط والرياح والأمطار والإشعاع الشمسي”.