إن الأعاصير المدارية هي من بين أكثر النظم المناخية قوة وتدميرا على الأرض، وهي تعرف بأنها أعاصير في المحيط الأطلسي وشرق المحيط الهادئ، والأعاصير في غرب المحيط الهادئ، والأعاصير في المحيط الهندي وجنوب المحيط الهادئ، وتستمد هذه النظم الشديدة من الطاقة التي تولدها من مياه المحيط الحارة ويمكنها أن تُحدث أضرارا كارثية عندما تُحدث آثارا على الأرض.

The Science of Tropical Cyclone Formation

ولا تشكل الأعاصير المدارية عشوائيا؛ فهي تتطلب مزيجا محددا جدا من الظروف المحيطية والجوية من أجل تطويرها وتكثيفها، وتشمل المكونات الرئيسية درجات الحرارة السطحية في البحر الدافئ، والرطوبة الوفية في الغلاف الجوي المتوسط، وغطاء الرياح الرأسي المنخفض، والاضطرابات التي كانت قائمة قبل السطح لبدء التناوب، وعندما تتواءم هذه العوامل، يمكن أن يُنظم الإعصار المداري في شكل مكثف إلى حد بعيد.

درجة الحرارة السطحية في البحر والإمداد بالطاقة

والمصدر الأساسي للطاقة للأعاصير المدارية هو الحرارة الراحلة التي تُطلق عندما يرتفع الهواء الدافئ ويرتعش في الغيوم والأمطار، ولكي يعمل هذا المحرك الحراري بكفاءة، فإن درجات الحرارة السطحية البحرية تحتاج عموما إلى تجاوز ٢٦,٥ درجة مئوية )حوالي ٨٠ درجة ف( عبر طبقة عميقة من مياه المحيطات، على الأقل ٥٠ مترا، وهذا السطح المائي الدافئ يوفر درجة من الوقود التي تتدفق إلى داخل المياه.

وعندما يتم تشكيل الإعصار، فإنه يعمل كمحرك حراري، ويحول الطاقة الحرارية من المحيط إلى طاقة حركية تظهر كريح قوية وثبات منظم، وإذا تحركت العاصفة فوق المياه المبردة أو تهبط، ويقطع إمداداتها من الرطوبة، فإنها تضعف بسرعة، وهذا التبعية يفسر سبب قصر الأعاصير المدارية على المياه المدارية والشبه المدارية الدافدة.

الهرم وعدم الاستقرار في الغلاف الجوي

ومن الضروري المحافظة على الرطوبة العالية النسبية في منتصف الغلاف الجوي، التي تقارب عادة 500 درجة ضغط على الهواء (نحو 5 كيلومترات) وذلك للإبقاء على الترسبات العميقة بالقرب من مركز الإعصار، ويمكن للتدمير الجوي الجاف أن يعطل جوهر العاصفة عن طريق إعاقة تنمية العواصف الرعدية بحرية وإضعاف التداول، بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون الجو غير مستقر بشروط - أي أن قطع الطوابع الهوائية تظل مرفية.

وهذا عدم الاستقرار يدعم تشكيل جدار العيون، وهو حلقة من العواصف الرعدية المكثفة التي تدور في العين، والتي تنتج أقوى رياح الإعصار وتساقط الأمطار بأشدها، وبدون قدر كاف من الرطوبة وعدم الاستقرار، لا يمكن للعاصفة أن تحافظ على هيكلها المنظم، وستضعف أو تفشل في التطور.

منخفض من الشياطين الفيزيائية و الزر الذري

إن مشهد الرياح العمودي - تغيير سرعة الرياح أو اتجاهها مع ارتفاعها - يؤدي دورا حاسما في تنمية الأعاصير المدارية - يتيح انخفاض الغطاء )أقل من ١٠ أمتار في الثانية عبر التروبوسفير( بقاء الهيكل الرأسي للعاصفة متماشيا، مما يتيح نقل حراري فعال وتكثيفه، بل يمكن لغطاء الرياح المرتفعة أن يهدر أو يعطل قلب الإعصار، ويزيل الهواء الدافئ بعيدا عن الوسط وفيه.

إن أثر كوريوليس، الذي هو نتيجة لتناوب الأرض، يلقي الضوء على الدوران اللازم لتنمية الأعاصير، وهذه القوة التناوبية هي أدنى حد ممكن بالقرب من خط الاستواء (في حدود 5 درجات تقريباً)، مما يفسر سبب ندر أن تشكل الأعاصير المدارية مباشرة على خط الاستواء، إذ تتطور معظم الأعاصير بين 5 درجات و20 درجة، حيث تكون قوة كوريوليس كافية لحفز التناوب على نصف الكرة الشمالي.

الاضطرابات القائمة سابقا

وكل إعصار استوائي يبدأ كاضطرابات جوية موجودة من قبل، مثل موجة مدارية أو تربة مونسونية أو منطقة ذات ضغط منخفض مع تعزيز الاكتتاب، وفي المحيط الأطلسي، تعد الموجات المدارية التي تسافر غربا من أفريقيا سلائف مشتركة، مما يوفر التقارب الأولي ونشاط الرعد الذي يمكن أن ينظم في حالة من الكساد المداري.

غير أن جزءا صغيرا من هذه الاضطرابات يتطور إلى أعاصير مدارية مكتملة التشكيل، تقل في معظم الأحيان عن 10 في المائة في معظم الأحواض، ويجب أن تستمر الظروف البيئية المواتية بما يكفي للسماح بتوطيد وتعزيز الاضطراب، وهذه المرحلة الأولية حاسمة بالنسبة لجين الأعاصير، وهي محور رئيسي في رصد الأرصاد الجوية والتنبؤ بها.

Global Patterns and Seasonal Timing

والأعاصير المدارية مقيدة جغرافيا للمناطق التي تتزامن فيها الظروف المحيطية والغلافية الضرورية، وتقع في سبعة أحواض رئيسية حول العالم: شمال الأطلسي، وشرق المحيط الهادئ، وشمال المحيط الهادئ، وشمال المحيط الهندي، وجنوب المحيط الهادئ، وخليج البنغال، وتظهر كل حوض دورات موسمية متميزة وتختلف بين السنوات وتتأثر بظواهر مناخية واسعة النطاق مثل ظاهرة النينيو الجنوبية.

حوض المحيط الأطلسي

ويمتد موسم الأعاصير الأطلسية رسميا من 1 حزيران/يونيه إلى 30 تشرين الثاني/نوفمبر، حيث يحدث النشاط الذروة عادة من منتصف آب/أغسطس إلى أواخر تشرين الأول/أكتوبر، ويبلغ متوسط هذا الحوض نحو 14 عاصفة سميت سنويا، منها نحو 7 أعاصير وحوالي 3 منها تصل إلى حالة الأعاصير الكبرى (الفئة 3 أو أعلى من نطاق سفير - سيمبسون).

وتتأثر أنشطة الأعاصير الأطلسية تأثراً شديداً بعوامل مثل مراحل المنظمة، والآثار المتعددة المدخرات في المحيط الأطلسي، ودرجات الحرارة السطحية البحرية، فمثلاً، تميل أحداث النينيو إلى قمع نشاط الأعاصير في المحيط الأطلسي عن طريق زيادة قذيفة الرياح العمودية، في حين أن ظروف لا نينيا تؤدي في كثير من الأحيان إلى مواسم أكثر نشاطاً، وتوفر الإدارة الوطنية لدراسة المحيطات والغلاف الجوي موارد واسعة لتتبع وفهم الأعاصير.

حوض المحيط الهادئ

إن موسم الأعاصير في شرق المحيط الهادئ يبدأ قبل ذلك بقليل، ابتداء من ١٥ أيار/مايو وانتهاء بتشرين الثاني/نوفمبر ٣٠، بينما تميل العواصف في هذا الحوض إلى التواتر، فإن الكثير منها يظل فوق المحيط المفتوح، ويقلل من خطر الأرض، وحوض غرب المحيط الهادئ هو أكثر المناطق المدارية نشاطا في العالم، حيث يبلغ متوسطه ٢٥-٣٠ عواصفا يشار إليها سنويا بالتيفوونات، ويمكن أن تصل هذه الأعاصير إلى كثافة شديدة، حيث يسجل بعضها في جميع أنحاء جنوب شرق فييت نام.

وتعاني أحواض جنوب المحيط الهادئ والمحيط الهندي من الأعاصير المدارية أساسا من تشرين الثاني/نوفمبر إلى نيسان/أبريل، وتؤثر هذه العواصف على بلدان مثل أستراليا ومدغشقر والهند وبنغلاديش، وتتأثر خليج البنغال بشكل خاص بالأوراق المميتة الناجمة عن مياهه الساحلية الضحلة وسواحله المنخفضة الكثافة السكان، وتتأثر التباينات الموسمية والسنوية في هذه الأحواض بعواض، بما في ذلك الانسو ودي المحيط الهندي.

دورة الحياة وحركة التركوب المداري

وتتطور الأعاصير المدارية من خلال سلسلة من مراحل التنمية التي تعكس زيادة تنظيمها وكثافتها، وتبدأ دورة الحياة كمجموعة من العواصف المدارية ذات التناوب الأعاصير الضعيفة ولا التداول السطحي المغلقة، وعندما تصل الرياح المستدامة إلى 38 ميلاً (62 كيلومتراً/ساعة)، يصنف النظام على أنه كساد استوائي ويخصص عدداً منها.

ومع ازدياد الرياح إلى ما يتجاوز 39 ميلاً (63 كيلومتراً مربعاً)، يصبح النظام عاصفة مدارية ويتلقى اسماً رسمياً من منظمات الأرصاد الجوية الإقليمية، وعندما تصل الرياح المستمرة إلى 74 ميلاً (119 كيلومتراً/ساعة) أو أكثر، فإنه يحقق إعصاراً أو إعصاراً، حسب الحوض، وقد تستمر العاصفة في التكثيف إلى إعصار رئيسي (الفئة 3 أو أكثر)، شريطة أن تظل الظروف البيئية صالحة.

وتسيطر حركة الأعاصير المدارية أساسا على التداول الجوي الواسع النطاق المعروف بالتدفقات المتحركة، وفي المناطق المدارية، تضغط الرياح التجارية السائدة شرقا بشكل عام على العواصف الغربية، وتواجه العواصف الفرعية المتوسطة المدى، التي يمكن أن تسبب لها في العودة إلى الشمال الشرقي في نصف الكرة الشمالي أو في جنوب شرق المحيط الهادي، مع حدوث تغيرات كبيرة في الوجود الجنوبي.

وعند سقوط الأراضي، والتفاعل مع التضاريس، وزيادة الاحتكاك السطحي، وفقدان مصدر الطاقة المحيطية الدافئ، تسبب الإعصار في الضعف، غير أن العاصفة لا تزال تنتج هطولاً شديداً، وفيضانات، ورياح قوية تبعد مئات الأميال من الأراضي، وغالباً ما تدمج مخلفات الأعاصير المدارية مع نظم الطقس المتوسطة، مما يؤدي إلى تفشي الهطول والفيضانات بعد مرور الأيام الأولى على سقوط الأراضي.

الأثر على المناطق الساحلية

فالعواصف المدارية تتسبب في أضرار في المقام الأول من خلال ثلاث آليات مترابطة: الرياح المدمرة، وتدفق العواصف، وفيضانات المياه العذبة، وكل خطر يمكن أن يسبب آثارا شديدة بصورة مستقلة، ولكن عندما يقترن الأمر ببعضه، كثيرا ما يؤدي إلى تدمير ساحق، ولا سيما في المجتمعات الساحلية الضعيفة.

أضرار الرياح

ويمكن أن تتجاوز الرياح المستمرة في إعصار مداري كبير 150 ميلاً مربعاً (240 كيلومتراً/ساعة)، بل إنَّ هذه الرياح الشديدة يمكن أن تمزق أسطح المباني، وتقطع خطوط الكهرباء، وترتفع الأشجار، وتهدر الحطام في سُبل خطرة، وكثيراً ما تصنف العواصف التي تُلحق بزُنَّات من الفئة 1 (الضرر الأقل) إلى الفئة 5 (الضرر الذي يلحق بالعواصف به في كثير من الكوارث).

وتحتاج مدونات البناء الحديثة في المناطق المعرضة للأعاصير بشكل متزايد إلى تعزيز السقف والنوافذ المقاومة للأثر، وإلى تصميمات هيكلية يمكن أن تتحمل أعباء الرياح العالية، وتخفض هذه التدابير بدرجة كبيرة الخسائر في الأرواح والخسائر الاقتصادية، ولكنها لا تنفذ دائما بصورة موحدة، ولا سيما في البلدان النامية.

العاصفة سيرج

إن ارتفاع العواصف هو الارتفاع غير الطبيعي للمياه التي تولدها الرياح القوية التي تولدها إعصار والتي تقود مياه المحيطات نحو الساحل، وهي أخطر وأخطر الأخطار التي ترتبط بالأعاصير المدارية، ولا سيما في المناطق الساحلية المنخفضة، ويتوقف الارتفاع الكبير على عوامل متعددة، منها كثافة العواصف، والحجم، والسرعة الأمامية، وزاوية النهج، ومقاييس الأعماق الساحلية المحلية، والطوبوغرافيا.

In shallow, concave bays such as the Bay of Bengal or the northern Gulf of Mexico, storm flups can exceed 20 feet (6 meters), inundating vast areas and causing extreme loss of life and property. For instance, Hurricane Katrina (2005) produced a storm fl up to 28 feet (8.5 meters) along parts of the Mississippi coast, destroyed coastal communities.

الفيضانات والأراضي

وكثيرا ما تُجلب الأعاصير المدارية هطولاً مروعاً يمكن أن يتجاوز 30 بوصة (760 مم) في غضون 24 ساعة، مما يؤدي إلى حدوث فيضان شديد وفيضانات نهرية في عمق بعيد من الساحل، والمناطق الحضرية التي لا توجد فيها هياكل أساسية تصريف كافية معرضة بشكل خاص للفيضانات وما يتصل بها من أخطار صحية.

وفي المناطق الجبلية والمناطق الجبلية، يمكن أن تؤدي الأمطار المكثفة إلى حدوث انهيارات أرضية وانهيالات طينية، ودفن المنازل، ووقف طرق النقل الحرجة، وحتى بعد إضعاف الكساد المداري أو انخفاضات الارتداد، يمكن للأعاصير أن تنتج سقوطاً مطولاً من الأمطار الغزيرة، فعلى سبيل المثال، أسقط إعصار هارفي (2017) سقوطاً غير مسبوق يتجاوز 60 بوصة (1524 مم) في أجزاء من تكساس، مما تسبب في الفيضانات المدمرة وسقة.

استراتيجيات التأهب والتخفيف

ونظراً للتهديدات العميقة التي تشكلها الأعاصير المدارية، وضعت المجتمعات الساحلية في جميع أنحاء العالم مجموعة واسعة من الاستراتيجيات للحد من المخاطر وتعزيز القدرة على التكيف، وتشمل هذه الاستراتيجيات نُهجاً تكنولوجية وهيكلية واجتماعية وبيئية.

نظم الإنذار المبكر والإجلاء

وتقدم وكالات الأرصاد الجوية، مثل المركز الوطني لل إعصار التابع للرابطة والمركز المشترك لاستشعار الإعصار، التنبؤات وأيام الإنذار قبل ذلك، وهذه الإنذارات المبكرة تمكن السلطات من إصدار الساعات والإنذارات، وتفعيل خطط الاستجابة لحالات الطوارئ، وتنظيم أوامر الإجلاء، وقد تحسنت التنبؤات في الوقت المناسب وبصورة دقيقة إلى حد كبير على مدى العقود الأخيرة، مما زاد من وقت التحضيرات.

وتكتسي خطط الإجلاء أهمية بالغة للمناطق الساحلية المنخفضة المعرضة لخطر حدوث موجة من العواصف، وتؤكد حملات التثقيف العام أهمية الاستجابة لطلبات الإجلاء وإعداد مجموعات مواد الطوارئ، غير أن التحديات لا تزال قائمة بسبب النمو السكاني في المناطق الساحلية الضعيفة والتعقيدات اللوجستية في نقل أعداد كبيرة من السكان بأمان.

مدونات البناء والهياكل الأساسية

ويمكن أن تؤدي مدونات البناء الصارمة التي تتطلب تقنيات البناء المقاومة للريح إلى الحد بدرجة كبيرة من الأضرار الناجمة عن الرياح العالية، كما أن المنازل المتصاعدة في الأصابع تقلل من التعرض لفيضانات عواصف عواصف، كما أن الحواجز الأرضية، والجوافل البحرية، والبوابات المفاجئة توفر الحماية الهندسية، وإن كانت تأتي بتكاليف عالية للبناء والصيانة ويمكن تجاوزها أو فشلها خلال أحداث متطرفة.

وقد استثمرت بلدان مثل هولندا واليابان استثمارات كبيرة في نظم الحاجز الهائلة التي تدور حول العواصف التي تحمي المناطق الساحلية الكثيفة السكان، ولا تزال إعادة تجهيز المباني القديمة وتعزيز الهياكل الأساسية الحيوية مثل المستشفيات وملاجئ الطوارئ وشبكات الطاقة ذات الأولوية المستمرة لتعزيز قدرة المجتمعات المحلية على التكيف.

الدفاعات الطبيعية: مانغروف، الشعاب المرجانية، والأراضي الرطبة

وتُستخدم النظم الإيكولوجية الطبيعية كعناصر حيوية لمكافحة آثار العواصف، حيث تستوعب غابات المانغروف والأراضي الرطبة الساحلية طاقة موجة وتخفض ارتفاعات العواصف، بينما تُنثر الشعاب المرجانية طاقة الموجات قبل أن تصل إلى الشواطئ، وتوفر المحافظة على هذه الموائل وترميمها استراتيجيات فعالة من حيث التكلفة ومستدامة للتكيف، ولا سيما بالنسبة للبلدان النامية التي لديها موارد محدودة للدفاعات الهندسية.

A notable study published in Nature Communications] found that mangroves can reduce wave highs by up to 66%, significantly mitigating aggravated damage and protecting coastal communities. These ecosystems also provide co-benefits such as fisheries habitat, carbon sequestration, and water quality improvement. For more insights, see the study on manve.

Climate Change and Tropical Cyclones

إن زيادة درجات الحرارة العالمية بسبب تغير المناخ تؤدي إلى تغيير سلوك الأعاصير المدارية وآثارها، وعلى الرغم من أن التردي الكلي للأعاصير المدارية قد يظل مستقرا بل ويتناقص قليلا، فإن هناك أدلة علمية قوية على أن أكثر العواصف كثافة أصبحت أكثر قوة وأكثر طولا.

وتوفر درجات الحرارة السطحية في البحر الحراري مزيدا من الطاقة، مما يتيح للعواصف الوصول إلى أقصى سرعة للريح، وينتج سقوط الأمطار بدرجة أكبر، وقد وثقت الدراسات اتجاها تصاعديا في نسبة إعصاري الفئة 4 و 5 في جميع أنحاء العالم، وبالإضافة إلى ذلك، تشير بعض الأدلة إلى أن سرعة ترجمة الأعاصير قد تباطأت في بعض المناطق، مما زاد من مدة الظروف الخطرة على المناطق المتضررة ويزيد من مخاطر الفيضانات.

ويضاعف ارتفاع مستوى سطح البحر الإمكانات التدميرية لفيضانات العواصف بزيادة مستويات المياه الساحلية الأساسية، ويساهم ذلك، مع زيادة حدة سقوط الأمطار، في زيادة مخاطر الفيضانات في المناطق الساحلية والمناطق الداخلية.

وتسعى البحوث الجارية إلى تحسين التوقعات المتعلقة بكيفية تغير خصائص الأعاصير المدارية في إطار سيناريوهات مختلفة لانبعاثات غازات الدفيئة، مما يساعد على استنارة سياسات التكيف والتخفيف من حدة آثار تغير المناخ.