ويصف التقلبات الطبيعية في المناخ والأنماط المناخية التي تتكرار على مدى سنة، والتي شكلتها ميكانيكيات مدار الأرض، وتيار المحيطات، وديناميات الغلاف الجوي، وهذه التحولات الدورية ليست مجرد علامات تقويمية - هي أساس الإنتاج الغذائي العالمي، والأمن المائي، والصحة العامة.

The Fundamentals of Seasonal Climate Variability

وتشمل تقلبات المناخ الموسمي الإيقاعات التي يمكن التنبؤ بها في درجات الحرارة، والتهطال، والرياح التي تحدث في مدارات الأرض في الشمس، وكذلك الانحرافات عن المعايير التي تنشأ عن التفاعلات بين الغلاف الجوي والمحيطات وأسطح الأرض، ومتوسط القدرة على إحداث الاحترار في دورة قياسية من حيث المقياس المقياس الافتراضي للحجم الأرضي 23.5 درجة مئوية مقارنة بمتوسط الغلاف المداري الذي يتسبب في تلفيق متغيري

تحديد دورة الموسمية وهومالاتها

إن الدورة الموسمية ذاتها هي نتاج للضغط الفلكي الذي يمكن التنبؤ به، حيث إن الكوكب يدور حول الشمس، فإن زاوية التغيرات الطارئة على الإشعاع الشمسي، التي تؤدي إلى التقدم المألوف من الربيع إلى الصيف إلى الخريف إلى الشتاء في المناطق المعتدلة، ومع ذلك فإن الطقس الفعلي الذي شهده أي موسم معين نادراً ما يضاهي المتوسط الرئوي.

سائقو السيارات الموسمية

وهناك عوامل مترابطة عديدة تؤثر على حجم وتوقيت التغيرات الموسمية، وفي حين أن الإشعاع الشمسي يوفر مدخلات الطاقة، فإن توزيع هذه الطاقة واستبقائها يتوقفان على التركيبة الجوية، وتخزين حرارة المحيطات، والسمات الجغرافية.

الإشعاع الشمسي والتحرير المداري

وكمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى سطح الأرض تتباين مع خط العرض و الموسم و الدورة الشمسية التي تمتد 11 سنة، وخلال الصيف، تصيب أشعة الشمس في زاوية حادة وتولد طاقة أكبر لكل منطقة، وترتفع درجات الحرارة، وعلى العكس من ذلك، فإن الزوايا الشتوية تقل طاقة، كما أن سمية مدار الأرض (تتغير حالياً بنسبة 1.7 في المائة)

تخزين ونقل مياه المحيطات

وتستوعب المحيطات حوالي 90 في المائة من الحرارة الزائدة التي تحاصرها غازات الدفيئة وتطلقها ببطء، وتعمل كحاجز حراري ضخم يسلس درجات الحرارة الموسمية، وتيار المحيط الذي تحركه الرياح، وتدرج الحرارة، واختلافات السمية في أنحاء العالم، وتنتقل موجة الخليج، على سبيل المثال، إلى المياه الاستوائية الدافئة إلى الشمال، مما يؤدي إلى تغير المناخ في أوروبا الغربية.

دائرة الغلاف الجوي وخط التدريم الديناميكي

إن التداول العام للغلاف الجوي - الهادي، وفيريل، والخلايا القطبية - يحرك أحزمة الرياح السائدة وطرق العواصف، ويتسبب تدفق الطائرات، وهو شريط سريع الحركة من الهواء يقع بالقرب من موسم التروبو، في حدوث تحولات جوية غير عادية في منطقة القطب الشمالي.

Teleconnections and Global Climate Patterns

ونادرا ما يحدث تغير المناخ الموسمي في عزلة، ويمكن أن تؤدي الأنماط الكبيرة في جزء من العالم إلى آثار متتالية في مختلف القارات، وهي معروفة بالوصلات الهاتفية - علاقات هامة من الناحية الإحصائية بين الهالات المناخية في المناطق النائية، وتشمل الاتصالات الرئيسية التي تشكل تفاوتا موسميا ظاهرة النينيو - جنوب المحيط الأطلسي، واضطرابات المحيط الهادئ الديموقراطية.

El Niño and La Niña in the Tropical Pacific

إن منظمة " نينيو " هي أكثر الأساليب تأثيراً في المناخ من سنة إلى أخرى، حيث تحدث في منطقة المحيط الهادئ الاستوائية، كل سنتين إلى سبع سنوات، حرارة (إل نينيو) أو التبريد (لا نينيا) في درجات حرارة سطح البحر، مصحوبة بتغيير أنماط الضغط الجوي التي تغير الرياح التجارية وسقوط الأمطار.

الاضطرابات الادخارية وتأثيرها

وفيما بعد [التغيرات السنوية، والتضخمات على نطاق الميدالية مثل قانون منع التمييز ضد المرأة والمنظمة البحرية الدولية، تُحدِّد المناخ الموسمي على مدى 20-30 سنة، ويمكن أن يتحول قانون منع التمييز ضد المرأة، الذي تحدده الأنماط العلمية والتقنية في شمال المحيط الهادئ، بين المراحل الدافئـة والمبردة، مما يؤثر على تواتر أحداث النينيو وسلوك منخفضيـة اليوتيان.

أنواع التغير الموسمي عبر الحدود الزمنية

وتتجلى التباينات المناخية الموسمية في مختلف الجداول الزمنية، لكل منها آليات متميزة وأفقان للتنبؤ.

الفرق بين السنوات

فالتغيرات التي تحدث بين السنة والسنوات هي أكثر أشكال التقلب الموسمي إلماما، وهي تنشأ أساسا عن التفاعلات بين المحيط والغلاف الجوي مثل الانسو، والانفجارات البركانية التي تحقن الهباء الجوي في الغلاف الجوي، والتقلبات العشوائية في الغلاف الجوي، إذ أن التنبؤ بالتغيرات التي تحدث بين السنوات هو محور رئيسي لنظم التنبؤ الموسمي، التي تهدف إلى توفير التحولات التي تنجم عن عام 2015 إلى ستة أشهر.

التغير داخل البحار

وفي موسم واحد، يمكن أن تهتز أنماط الطقس في فترات زمنية تمتد أسابيع إلى أشهر، حيث إن ظاهرة مادن - جوليان هي اضطراب مداري يحلق على العالم كل 30 إلى 60 يوما، ويعزز سقوط الأمطار على المحيط الهندي، ثم يتحول شرقا، ويتوقف في نهاية المطاف على الانطلاق في المحيط الهادئ، ويمكن أن تؤثر منظمة العدالة والمساواة في التنبؤات الجوية في موسم الأمطار، ويثير هذه الأحداث المتطرفة.

التغير الديّن والاتجاهات الطويلة الأجل

وفي فترات زمنية مدتها عقد أو أكثر، تقترن التغيرات المناخية الداخلية بالضغط الخارجي على غازات الدفيئة والتغير الشمسي لإحداث تغييرات بطيئة في الظروف الموسمية الأساسية، وقد يكون التكاثر المتعدد الوسائط في المحيط الأطلسي، مثلا، قد يعزز أو يوقف موسم الأعاصير على مدى فترة 30 عاما، غير أن تغير المناخ الناجم عن الكوارث آخذ في الاتساع بشكل متزايد، مما يؤدي إلى تحويل احتمالية التوزيع في موسم الأمطار القصوى الموسمية.

الآثار عبر القطاعات

ويسفر التقلبات المناخية الموسمية عن عواقب بعيدة المدى بالنسبة للمجتمع والنظم الإيكولوجية والاقتصاد، ويتيح فهم هذه الآثار للجهات المعنية تخطيط الموارد وتخصيصها على نحو أكثر فعالية.

الزراعة والأمن الغذائي

(ب) إن توقيت الزراعة واختيار أصناف المحاصيل والجدول الزمني للري يعتمد على توقعات موسمية موثوقة، وعندما تنحرف الظواهر الطبيعية عن المعايير، يمكن أن تكون النتائج شديدة، حيث يمكن أن يؤدي التجمد المبكر في الخريف إلى تدمير محاصيل الفواكه؛ ويمكن أن يؤدي التأخر في استخدام المايونيون إلى منع تسرب الأرز في جنوب آسيا؛ وقد يؤدي ارتفاع الأمطار أثناء الحصاد إلى تلف في عام 2012.

إدارة موارد المياه

وترمي هياكل تخزين المياه الجوفية وإعادة تغذية الفيضانات إلى مواجهة التقلب الموسمي التاريخي، ويمكن أن تقطع الشذوذ المناخي هذه النظم، وتحتوي حزمة المياه في المناطق الجبلية - وهي مصدر حرج للمياه في مناطق كثيرة، ويتوقف على الأمطار الشتوية ودرجات حرارة الربيع، ويتسبب قياس الشتاء الدافئة غير العادية في سييرا نيفادا في خفض حزمة الثلج بنسبة 50 في المائة، مما يؤدي إلى نقص المياه الصيفية في المناطق الزراعية في كاليفورنيا.

الصحة العامة والأمراض الحشرية - البورنية

(أ) تأثير التقلبات الموسمية بشكل مباشر على الأمراض التي تنتقل بواسطة البعوض والدغات وغيرها من النواقل، تأثير التقلبات والتهيؤ على بقاء الناقلات، والإنجاب، ومعدلات عض، على سبيل المثال، الفيروس العضلي ينتقل من خلال Aedes aegypti)

الطلب على الطاقة والإمداد بها

إن نظم الطاقة حساسة إزاء تقلبات المناخ الموسمي، حيث إن الطلب على التسخين في الشتاء وطلب التبريد في الصيف يُعزى مباشرة إلى شذوذ درجة الحرارة، كما أن الشتاء البارد في أوروبا يمكن أن يُحدث استهلاكا من الغاز الطبيعي، وخزنا للتدريب، وقدرة على الشبكة، وعلى العكس من ذلك، فإن الموجة الحرارية الصيفية يمكن أن تُغنى نظم تكييف الهواء مما يؤدي إلى انقطاع الكهرباء، أما بالنسبة للعرض، فإن توليد الطاقة الكهروم يعتمد على تنبؤات في فترات الذروة في فترات ما قبلية.

قياس وإثبات الفرق الموسمي

ويتطلب القياس الدقيق والتنبؤ بتقلب المناخ الموسمي مزيجاً من الملاحظات والنماذج والتقنيات الإحصائية.

نظم المراقبة

وفي محطات الطقس في الموقع، توفر طوافات المحيطات، والإذاعات، والأدوات المحمولة بواسطة السواتل تدفقا مستمرا للبيانات المتعلقة بدرجات الحرارة، والتهطال، ودرجة حرارة سطح البحر، والرطوبة الجوية، وشبكة علم المناخ التاريخي العالمية (GHCN) ، تجمع بيانات عن محطات قياسية شهرية من آلاف المواقع في العالم، تشكل الأساس لاكتشاف المناخ.

Dynamical Climate Models

ويعتمد التنبؤ الموسمي على نماذج مقترنة للغلاف الجوي المحيطي التي تحاكي العمليات المادية التي تحكم تقلب المناخ، وتُستهل هذه النماذج بالملاحظات الحالية وتُدمج إلى الأمام لعدة أشهر، وتأتي مهارة هذه النماذج من قدرتها على استيعاب المكونات المتطورة ببطء مثل المحتوى الحراري للمحيطات ونطاق الجليد البحري، وتُجمع بين نواتج العمليات الرئيسية - بما في ذلك المقياس المتغير للبيئة، والمراكز الوطنية للتنبؤ البيئي في الولايات المتحدة، وبين نماذج عدم التيسير في القارة.

الطرائق الإحصائية والتعلم الآتي

وتكملة النماذج الدينامية والنُهج الإحصائية تستغل العلاقات التاريخية بين متغيرات التنبؤ (مثل أنماط المستقبل) والنتائج الموسمية، وتتراوح هذه الأساليب بين التراجع الخطي البسيط إلى الشبكات العصبية المعقدة، فعلى سبيل المثال، لم تستخدم العلاقة بين مؤشر الاستهلاك الجنوبي وسقوط الأمطار الأسترالية منذ عقود للتنبؤ بهطول الشتاء.

التحديات في مجال التنبؤ الموسمي

وعلى الرغم من التقدم المحرز، فإن التنبؤ بالتغير الموسمي للمناخ يظل معوقاً، فالجو في جوهره فوضوي، حيث تنمو بسرعة أخطاء صغيرة في الظروف الأولية، وخلافاً للتنبؤات الجوية (التي تصل إلى نحو 10 أيام)، فإن التنبؤات الموسمية هي بطبيعتها، وهي توفر أيضاً احتمال وجود ظروف أعلى، أو قريبة أو أقل من المعتاد، علاوة على أن الإشارات الغربية التي يمكن التنبؤ بها مثل الانتساب إلى الغلاف الجوي تكون ضعيفة أو غير موجودة في كثير من حيث النوعية.

وتشمل الجهود المبذولة للتغلب على هذه التحديات تحسين حل النماذج، وتحسين تمثيل العمليات على نطاق دون إقليمي مثل التكافل، وتطوير نظم استيعاب البيانات المقترنة التي تدمج على الوجه الأمثل الملاحظات في الظروف الأولية النموذجية، وينسق البرنامج العالمي لبحوث المناخ الفريق العامل المعني بوضع النماذج المزدوجة الجهود الدولية الرامية إلى تعزيز قدرات التنبؤ الموسمي.

استراتيجيات التكيف والإدارة

ونظراً لعدم اليقين المتأصل في التنبؤات الموسمية، تركز استراتيجيات التكيف على بناء القدرة على التكيف عبر عدة جداول زمنية.

الزراعة المرنة

ويمكن للمزارعين أن يقللوا من الضعف من خلال تناوب المحاصيل المتنوعة، والأصناف المقاومة للجفاف، والجداول المرنة للزراعة، ومنتجات التأمين القائمة على المؤشرات التي تحفز دفعات استنادا إلى العجز الموسمي في الأمطار أو الفائضات توفر الحماية المالية في المناطق التي لا تتوفر فيها تأمين السوق، وقد ساعدت برامج البنك الدولي للتأمين الرقمي - الأساس - في إدارة المشاريع الزراعية الصغيرة في آسيا.

الإدارة المتكاملة للمياه

وتعتمد وكالات المياه نُهجا متكاملة تجمع بين التوقعات الموسمية وبين مرونة إدارة الطلب والهياكل الأساسية، ويمكن أن تؤدي قواعد عمليات الخزان الديناميكي التي تضبط جداول إطلاق المياه استنادا إلى توقعات التدفقات الداخلية إلى تحسين موثوقية إمدادات المياه مع الحفاظ على القدرة على حماية الفيضانات، وفي حوض نهر كولورادو، يستخدم مكتب الاستخلاص الأمريكي توقعات أكياس الثلج الموسمية لتخصيص المياه فيما بين الدول، مع خطط الطوارئ لفترات الجفاف.

نظم الإنذار المبكر

وبالنسبة للأحداث الموسمية المتطرفة مثل الموجات الحرارية، والجفاف، والفيضانات، فإن نظم الإنذار المبكر ذات أهمية حاسمة، كما أن تحديث المناخ العالمي للأرصاد الجوية الذي تقدمه المنظمة العالمية للأرصاد الجوية يوفر توقعات محتملة مرتين في السنة، ويساعد على إصدار إنذارات بشأن خدمات الأرصاد الجوية الوطنية، وفي شرق أفريقيا، تدمج شبكة نظم الإنذار المبكر بالمجاعة توقعات سقوط الأمطار الموسمية مع بيانات الأمن الغذائي المسبقة في إصدار إنذارات بأزمات محتملة.

النظر إلى الرأس

إن التقلبات المناخية الموسمية سمة أساسية من سمات نظام المناخ الأرضي، مدفوعا بالتفاعلات الخفية بين الإشعاع الشمسي والمحيطات والغلاف الجوي، ومع تغير المناخ، فإن طبيعة التغير الموسمي، حيث تزداد موجات الحرارة، وتزداد كثافة، وتتحول أنماط التهطال، وتتغير الدورة الموسمية نفسها.