إن الأعاصير المدارية من بين أكثر النظم المناخية قوة وتدميرا على الأرض، وهي معروفة كأعاصير في المحيط الأطلسي وشرق المحيط الهادئ، والتايفون 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 التقلبات الأرضية.

The Science of Tropical Cyclone Formation

ولا تشكل الأعاصير المدارية بشكل عشوائي؛ فهي تتطلب مزيجا محددا جدا من الظروف المحيطية والجوية من أجل تطوير وتكثيف العناصر الأساسية، وتشمل 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 إلى نظام مهيكل بدرجة عالية.

درجة الحرارة السطحية في البحر وإمدادات الطاقة

ومصدر الطاقة الأساسي للأعاصير المدارية هو الحرارة الراحلة التي تُطلق عندما يرتفع الهواء الدافئ ويرتعش في الغيوم والأمطار، ولكي يعمل هذا المحرك الحر بكفاءة، فإن درجات الحرارة السطحية البحرية تحتاج عموما إلى أن تتجاوز ٢٦,٥ درجة مئوية )حوالي ٨٠ درجة ف( عبر طبقة عميقة من مياه المحيطات، على الأقل ٥٠ مترا، وهذا السطح المائي المائي الدافئ يوفر الرطوبة التي تتدفق إلى

وحالما يتم تشكيل الإعصار، فإنه يعمل كمحرك حراري، ويحول الطاقة الحرارية من المحيط إلى طاقة حركية تظهر كرياح 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 في الغلاف الجوي وعدم القابلية للتأثر

ومن الضروري المحافظة على الرطوبة العالية في منتصف الغلاف الجوي، التي تقارب عادة 500 درجة ضغط من درجة الحرارة (نحو 5 كيلومترات) وذلك من أجل الحفاظ على التكتل العميق بالقرب من مركز الإعصار، ويمكن أن يعطل التدنيس الجوي الجاف لب العاصفة عن طريق إعاقة تنمية العواصف الرعدية بحرية وإضعاف التداول، بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون الجو غير مستقر بشروط، أي أن ترتفع الطوابع الهوائية.

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 وجود قدر كاف من الرطوبة وعدم الاستقرار، لا يمكن للعاصفة أن تحافظ على هيكلها المنظم، وستضعف أو تفشل في النمو.

انخفاض في الريح الفلكي و (كوريوليس)

إن مشهد الرياح العمودي - تغيير سرعة الرياح أو اتجاهها مع ارتفاعها - يؤدي دوراً حاسماً في تنمية الأعاصير المدارية، حيث أن انخفاض المصاريف )أقل من ١٠ أمتار في الثانية عبر التروبوسفير( يسمح للهيكل الرأسي للعاصفة بأن يظل متماشياً، مما يتيح نقل حراري فعال وتكثيفه، بل يمكن لرف الرياح المرتفع أن يمزق أو يعطل قلب الإعصار، ويفصل الهواء الداف عن الوسط وفي المجرى.

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 مدار الساعة في شمال الكرة الأرضية.

الاضطرابات القائمة سابقا

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

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

Global Patterns and Seasonal Timing

وتواجه الأعاصير المدارية قيودا جغرافية على المناطق التي تتزامن فيها الظروف المحيطية والغلافية الضرورية، وتقع في سبعة أحواض رئيسية في جميع أنحاء العالم: شمال الأطلسي، وشرق المحيط الهادئ، وغرب 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 النينوسيلي الجنوبية.

حوض المحيط الأطلسي

ويمتد موسم الأعاصير الأطلسية رسميا من 1 حزيران/يونيه إلى 30 تشرين الثاني/نوفمبر، حيث يحدث عادة نشاط ذروة من منتصف آب/أغسطس إلى أواخر تشرين الأول/أكتوبر، ويصل هذا الحوض إلى ما يقرب من 14 عاصفة سميت في السنة، منها نحو 7 عواصف، وحوالي 3 منها إلى حالة إعصار كبرى (الفئة 3 أو أعلى من نطاق سفير - سيمبسون).

وتتأثر أنشطة الأعاصير الأطلسية تأثراً شديداً بعوامل مثل مراحل الانسو، والتذبذبات المتعددة الدكادل في المحيط الأطلسي، ودرجات الحرارة السطحية في البحر، على سبيل المثال، 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، في حين أن العواصف في هذا الحوض تميل إلى التواتر، فإن الكثير منها لا يزال فوق المحيط المفتوح، مما يشكل خطرا أقل على الأرض، وحوض غرب المحيط الهادئ هو أكثر المناطق المدارية نشاطا في العالم، حيث يبلغ متوسطه ٢٥-٣٠ عواصفا سنويا يشار إليها بالتيفوونات، ويمكن أن تصل إلى كثافة شديدة، حيث يكثر من ذلك.

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 الأعاصيري الضعيف، ولا تدور سطحية مغلقة، 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 المستدامة إلى 74 ميلاً (119 كيلومتراً/ساعة) أو أكثر، فإنه يحقق إعصاراً أو إعصاراً أو إعصاراً، حسب الحوض، وقد تستمر العاصفة في التكثّف في إعصار رئيسي (الفئة 3 أو أكثر)، شريطة أن تظل الظروف البيئية صالحة.

وتسيطر حركة الأعاصير المدارية في المقام الأول على التداول الجوي الواسع النطاق المعروف باسم التدفق المقود، وفي المناطق المدارية، تضغط الرياح التجارية السائدة في الشرق بشكل عام على العواصف الغربية، وتواجه العواصف الفرعية في منتصف البحر، التي يمكن أن تسبب لها في العودة إلى الشمال الشرقي في نصف الكرة الشمالي أو في جنوب شرق الكرة الأرضية، 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، وكثيراً ما تدمج مخلفات الأعاصير المدارية مع نظم الطقس في منتصف خط العرض، مما يؤدي إلى تفشي الهطول والفيضانات بعد مرور أيام على سقوطها.

الأثر على المناطق الساحلية

وتتسبب الأعاصير المدارية في أضرار في المقام الأول من خلال ثلاث آليات مترابطة: الرياح المدمرة، وتدفق العواصف، وفيضانات المياه العذبة، وكل خطر يمكن أن يسبب آثاراً شديدة بصورة مستقلة، ولكن عندما يقترن ذلك، كثيراً ما يؤدي إلى تدمير ساحق، ولا سيما في المجتمعات الساحلية الضعيفة.

الأضرار الناجمة عن الرياح

ويمكن أن تتجاوز الرياح المستمرة في الإعصار المداري الرئيسي 150 ميلاً (240 كيلومتراً مربعاً)، بل إنَّ هذه الرياح الشديدة يمكن أن تمزق أسطح المباني، وتقطع خطوط الكهرباء، وترتفع الأشجار، وهدر الحطام في سُبل خطرة، وكثيراً ما تصنف العواصف التي تُحدث في الفترة الأخيرة من الفئة 1 (الضرر الأقل) إلى الفئة 5 (الضرر الذي يلحق بالعواصف الكبرى).

وتحتاج مدونات البناء الحديثة في المناطق المعرضة للأعاصير بشكل متزايد إلى تعزيز السقف، والنوافذ المقاومة للأثر، والتصميمات الهيكلية التي يمكن أن تصمد أمام حمولات الرياح العالية، وتخفض هذه التدابير بدرجة كبيرة الخسائر في الأرواح والخسائر الاقتصادية، ولكنها لا تنفذ دائما بصورة موحدة، ولا سيما في البلدان النامية.

العاصفة

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 تلحق بالأعاصير المدارية، ولا سيما في المناطق الساحلية المنخفضة، ويتوقف الارتفاع الكبير على عوامل متعددة، منها كثافة العواصف، وحجمها، وسرعةها، وزاوية النهج، ومقاييس الأعماق الساحلية المحلية، وعلم التضاريس.

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 تُحدث 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، وتتأثر المناطق الحضرية التي لا توجد فيها هياكل أساسية تصريف كافية بشكل خاص بالفيضانات وما يتصل بها من أخطار صحية.

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

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 التحضير.

وتكتسي خطط الإجلاء أهمية بالغة بالنسبة 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 الهشة والتعقيدات اللوجستية في نقل أعداد كبيرة من السكان بأمان.

مدونات البناء والهياكل الأساسية

ويمكن أن تؤدي رموز البناء الصارمة التي تتطلب تقنيات البناء المقاومة للريح إلى الحد بدرجة كبيرة من الأضرار الناجمة عن الرياح العالية، كما أن ارتفاع المنازل في الأصفاد يقلل من التعرض لفيضانات عواصف عاصفة، كما أن الحواجز الأرضية، والجداول البحرية، والبوابات المفاجئة توفر الحماية الهندسية، وإن كانت تأتي بتكاليف عالية للبناء والصيانة ويمكن تجاوزها أو الفشل فيها 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 من الأولويات الجارية لتعزيز قدرة المجتمعات المحلية على التكيف.

الدفاعات الطبيعية: مانغروف، الشعاب المرجانية، والأراضي الرطبة

وتُستخدم النظم الإيكولوجية الطبيعية كعناصر عازلة حيوية ضد آثار العواصف، حيث تستوعب غابات المانغروف والأراضي الرطبة الساحلية طاقة موجة، وتخفض ارتفاعات العواصف، بينما تُفرِق 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 mangrove.

Climate Change and Tropical Cyclones

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

وتوفر درجات الحرارة السطحية في البحر المشتعلة مزيدا من الطاقة، مما يتيح للعواصف الوصول إلى أقصى سرعة للريح، وينتج عن ذلك هطول الأمطار بدرجة أكبر، وقد وثقت الدراسات اتجاها تصاعديا في نسبة الأعاصير من الفئة 4 إلى 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 من 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.