İntertropikal Konverjans Bölgesi(ITCZ)

İntertropikal konverjans bölgesi (ITCZ), iki yarım kürenin ticaret rüzgarlarının çarpıştığı dar bir banttır. ITCZ’de veya yakınında, deniz yüzeyi sıcaklığı (SST) maksimumdadır. Rüzgârlar tropik su üzerinde ilerlerken, nemi alırlar; Çarpıştıkları yerde, yukarı doğru sürülürler. Hava ayrıca okyanus tarafından ısınmadan kaynaklanan konveksiyonla yukarı doğru zorlanır. Hava yükseldikçe, soğur, nem yoğunlaşır ve şiddetli yağışla sonuçlanır. Çıkan ısı bölgesel ve küresel atmosferik dolaşımı yönlendirir. Ayrıca ITCZ’yi siklonlar için bir başlangıç ​​yeri yapar. Havanın yukarı doğru hareketinin bir başka etkisi, nispeten sakin yüzey rüzgarıdır. Bu, ITCZ’nin bir downwell alanı ve dolayısıyla düşük besin ve üretkenlik alanı olmasına neden olur. ITCZ, tropik ve subtropiklerde hava ve iklimi etkileyen diğer iklimsel özellikler ile etkileşime girer.

ITCZ’nin doğrudan ekvatora düşmesi beklenebilir çünkü ortalama olarak Güneş’in en güçlü olduğu yer burası. Aslında, ITCZ ​​hareket eder, ancak kuzey yarım kürede, Doğu Pasifik ve Atlantik Okyanuslarında tercih edilir. Vardiya, enlem veya birkaç yüz mil cinsinden 10 derece veya daha fazla olabilir. (km.) ve önemli etkileri vardır.

Bunun nedeni Güney Amerika ve Afrika’nın batı sınırlarıyla, özellikle de ekvatordaki sınırların kuzeybatı ve güneydoğu yamaçlarıyla ilişkili görünmektedir. Bu, kuzeydoğulu ticaret rüzgârlarını zayıflatır, böylece ekvatorun kuzeyindeki suyu ısıtır ve güneydoğudaki kavşaklardan önce kuzeye geçmesine izin verir.

Doğu ticaret rüzgarları, tropikal Pasifik ve Atlantik Okyanuslarındaki yaygın rüzgarlardır. Bu rüzgarlar sıcak yüzey suyunu batıya itip, Ekvator Soğuk Dilleri olarak bilinen daha soğuk suları açığa çıkarır. Güneydeki daha güçlü ticaret rüzgârları ekvatorun altında yükseliyor. Soğuk suların üzerinde yer alan alçak seviyeli stratus bulutları ve rüzgarların yardımı ile buharlaşmalı soğutma, hemisferik sıcaklık farkını güçlendirir ve batıya doğru hareket ettirir. Güneş kuzey kış aylarında Dünya’ya en yakın olanıdır ve bu da kuzey ITCZ’nin yaygınlığını destekleyebilir. Hint Okyanusu’nda musonların ticaret rüzgârı üzerindeki egemenliği oradaki ekvator simetrisini koruyor.

ITCZ birçok zaman aralığında dalgalanıyor. Yerel rüzgarlar mevsimsel olarak önemlidir, daha uzak rüzgarlar bütüncül bir şekilde önemli olabilir ve okyanus sirkülasyonu deniz yüzey sıcaklıklarını decadal veya daha büyük ölçeklerde etkileyebilir. Normal yıllık göç, Ağustos ayında 10 derece kuzey enlemden Şubat ayında 3 dereceye kadardır. Mart ve Nisan aylarında, ekvatorun altında ve altında bir çift ITCZ ​​oluşabilir. Zayıf ticaret rüzgârları ve daha sonra El Nino yıllarında azalan yükseliş, ekvatorun güneyindeki ITCZ’i Pasifik’te taşıyabilir.

ITCZ’nin asimetrisi, güneşin yılda iki kez ekvatoru geçmesine rağmen, tropik doğu ve orta büyüklükteki Pasifik Okyanusu’nda yılda iki kez bir hava döngüsü yerine, bir yıllık olarak kurulmasına yardımcı olur. Mevsimsel hava sıcaklıkları geniş bir sapma gösterir, çünkü güneydoğudaki mevsimsel zayıflama ve güçlenme, yükselen ve buharlaşan soğutmayı azaltır veya arttırır. Modeller, bu fenomenin artan sera gazlarına tepki olarak yoğunlaşabileceğini göstermektedir. ITCZ’deki interannual ve decadal varyasyon, bazı yıllarda kuraklığa ve diğerlerinde de sellere neden olabilir. El Nino’nun yer değiştirmesi, El Nino’nun ortaya çıkışını ve yoğunluğunu arttırırken, El Nino ise kuzeye doğru yer değiştirme ile bastırılmıştır.

Güneye doğru kayma, Güney Amerika’ya ve belki de Batı Afrika’ya kuru koşulları ve doğu Afrika’daki artan yağmurları getirir. Bir yarım kürede ısınma ya da diğerinde soğuma olması, ITCZ’yi ısınma yönünde hareket ettirir. ITCZ’nin geçmiş sapması, güneşin Dünya’ya nasıl çarptığını etkileyen yörüngesel değişikliklerden kaynaklandı. Uzun süreli vardiyalar, insan toplumu üzerindeki değişikliklere, yağışlara olan etkileri nedeniyle bağlanmıştır. Kuzey Yarımküre şu anda güneydeki daha büyük okyanus ısı emicisi nedeniyle Güney Yarımküre’den daha büyük bir ısınma deneyimi yaşamaktadır. Bu El Nino / Güney Salınımı rejiminde değişiklik olasılığını yükseltir. Atlantik Meridyonel Sirkülasyonundaki değişiklikler, ısı dağılımını yeniden düzenleyebilir ve böylece ITCZ’de bir yanıt uyandırabilir.

 

Şekil 1. Gözlenen ITCZ: Tropikal Yağış Ölçüm Misyonundan (renkler) okyanuslar üzerinden ortalama yağış oranı (1998-2014). Orta-troposferdeki dikey hızın sıfır olduğu kırmızı kontur haritaları, yani tropik bölgelerde yükselen ve azalan hava sınır bölgeleridir. Dikey hız verileri ERA-Interim reanalysis’den alınmıştır.

ITCZ ​​dünyayı çevreleyen yoğun bir yağış grubudur (Şekil 1), ekvatorda kuzey ve güneye doğru hareket ederek mevsimsel güneş enerjisi döngüsünü izleyen bir yıl boyunca hareket eder. Bir yıl boyunca ortalama olarak ITCZ’nin merkezi ekvatorun hemen kuzeyindedir. Önemli araştırmalar, ITCZ’nin ortalama 6 ° kuzeyde neden oturduğuna ve ITCZ ​​konumunun iklim ile nasıl değiştiğine odaklandı. Nispeten az ilgi gören şey, ITCZ’nin genişliğidir. Tropik iklim ve deniz yüzeyi sıcaklıklarının kontrol edilmesi için temel öneme sahip olmasına rağmen (Pierrehumbert 1995), ITCZ ​​genişliğini neyin kontrol ettiği ve iklimdeki değişikliklere nasıl cevap vermesi gerektiği açık değildir. İklim modelleriyle yapılan çalışmalar, ITCZ ​​genişliğinin radyasyon ve bulutlar arasındaki etkileşimlere (Voigt & Shaw 2015) ve modelin alt ızgara ölçekli taşınmayı nasıl temsil ettiğine (Kang ve ark. 2009), ancak ITCZ ​​genişliğinin neden fiziksel bir anlayışa sahip olduğuna dikkat çekti. Bu süreçlerden etkilenir eksiktir. Burada, ITCZ’nin genişliğini ve iklim değişikliğine olan duyarlılığını belirleyen fiziksel süreçleri incelemek için temel teori ve idealize iklim modeli simülasyonlarını birleştirdiğimiz Byrne & Schneider (2016) ‘dan sonuçlar sunuyoruz.

ITCZ genişliğini analiz etmeden önce, öncelikle onu tanımlamamız gerekiyor. ITCZ, Hadley hücresinin artan dalında, ekvator yakınında yükselen hava ile ilişkili atmosferik bir sirkülasyonda ve subtropikal bölgelerde azalan havada bulunur (şematik olarak Şekil 2’ye bakın). Bu, ITCZ ​​genişliğinin basit bir tanımını gösterir – Hadley hücresinin yükselen hava olduğu kısım (Şekil 2). Reanalysis verilerini kullanarak, boylamsal olarak önemli ölçüde değişmesine rağmen, tüm boylamlarda ortalama ITCZ ​​genişliğinin 27 ° enlem olduğu tahmin edilmektedir (Şekil 1). Bu, tropiklerin tümü için 66 ° ‘lik bir genişlik ile karşılaştırılır (Seidel ve diğerleri, 2008). Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, yağmurun yükselen hava ile ilişkili olması nedeniyle, ITCZ’nin kenarı tropikteki en ağır yağış alanlarını sınırlar (Şekil 1’deki renkleri ve kırmızı çizgiyi karşılaştırın). Öyleyse ITCZ ​​genişliğini ayarlayan nedir?