كيف حال الكوارث الطبيعية مثل الراكين الأثر المناخ النظم

The Mechanics of Hurricane Formation and Energy Transfer

إن الراكين - المعروفة أيضاً بالأعاصير المدارية أو التيفوونات التي تعتمد على موقعها الجغرافي - هي من أكثر الظواهر الطبيعية كثافة وتعقيداً على الأرض، وهي تعمل كمحركات حرارة طبيعية هائلة، وتنقل الطاقة من المحيطات الاستوائية الدافئ إلى الغلاف الجوي، وتؤدي هذه الطاقة دوراً حاسماً في تشكيل أنماط الطقس والتأثير على النظم المناخية العالمية، وبفهمها للآليات المتشعبة وراء تكوين الأعاصير وتأثيراتها على الطاقة، تكتسب أهمية.

ظروف وتجمعات الراكين

وتحتاج الراكون إلى مزيج دقيق من الظروف الجوية والمحيطية لتكوينها وتطويرها، ومن أهمها درجة حرارة سطح البحر: يجب أن يكون المحيط على الأقل ٢٦,٥ درجة مئوية )حوالي ٨٠ درجة ف( إلى عمق يبلغ ٥٠ متراً، وأن يكون مكو ِّناً للحرارة والرطوبة، وينبغي أن يكون الجو فوقه ضعيفاً بدرجة كافية وغير مستقر لدعم الارتداد القوي الذي تقوى به العاصفة بالإضافة إلى ذلك.

وثمة عامل حاسم آخر هو تأثير كوريوليس، الذي ينشأ عن تناوب الأرض، ويثير الدوران اللازم للتداول الدوري، وهذا الأثر ضعيف بالقرب من خط الاستواء، وهو السبب الذي يجعل الأعاصير نادرا ما تشكل في حدود خمس درجات، وعندما تتلاقى هذه الظروف، يمكن أن تتصاعد الاضطرابات الاستوائية إلى كساد استوائي، ثم عاصفة مدارية، وفي نهاية المطاف إعصار.

وتصنف الراكون على خط سير - سيمبسون هوريكان ويبد، الذي يتراوح بين الفئة 1 (الضرر الأدنى) والفئة 5 (الضرر الكارثوي)، وفي حين أن هذا الجدول يركز أساسا على سرعة الرياح المستمرة، فإنه لا يستوعب تماما الأثر المحتمل للعاصفة على المناخ، كما أن عوامل مثل حجم العاصفة الجسماني، وسرعة التحرك الأمامي، وشدة الأمطار تؤثر تأثيرا كبيرا على كيفية تفاعل الأعاصير مع المناخ.

تبادل الطاقة بين المحيط والغلاف الجوي

ويستخرج الراكون كميات كبيرة من الطاقة الحرارية من سطح المحيط، التي تحول بعد ذلك إلى طاقة حركية ودفء حرارة مطاطية مفرج عنها في الغلاف الجوي، حيث يرتفع الهواء الدافئ داخل العاصفة، ويتحول بخار الماء إلى غيوم وتهطال، ويطلق حرارة مطاطية تدفئ الهواء المحيط في الغلاف الجوي العلوي، ويمكن أن يغير هذا الإطلاق الحراري أنماط التداول الجوي الواسعة النطاق، مما يؤثر على آلاف الأميال.

إن إنتاج الطاقة من إعصار ناضج مذهل، إذ يمكن أن تطلق عاصفة واحدة الطاقة المكافئة لقنبلة نووية من 10 ميغاطن كل 20 دقيقة، وهذا إعادة توزيع الطاقة الهائلة يساعد على تنظيم التوازن الحراري العالمي عن طريق نقل عمود الحرارة الاستوائية من خلال العمليات الجوية والمحيطية.

وفي الوقت نفسه، فإن رياح الأعاصير تُثير طبقة المحيط العليا، وتُحرِز عملية تُدعى الارتفاع، مما يُحدث تذبذباً في المياه، ويُعمق المياه إلى السطح ويقلل من درجات حرارة سطح البحر على طول مسار العاصفة، ويمكن أن يستمر هذا التأثير في التبريد لأسابيع أو أشهر، مما يُحدث تغييراً مؤقتاً في المحتوى الحرجي والمحيطات، ويُثب بين استخراج الحرارة المحيطية وتركيب المحيط يُثبُثبُثبُثُبُتِبُتِبُتِبُ على نحو يُثُبُ الأُثُثُثَبُثُثُثُثُثُثُثَتِبُثُثَتِبُثَتِبُثَبُثَتِبُّةِبُ الأُثَتِبُثَتِبُثَتِبُ العَتِبُثَتِبُثَتِبُثَتِيِّيِّيِّيِّيِّيِّيِّيِّي

Disruption of Climate Parameters

وتتسبب الراكون في حدوث تغيرات شديدة قصيرة الأجل في المتغيرات المناخية مثل درجة الحرارة، والتهطال، والأنماط الريحية، ويمكن لهذه التمزقات أن تبث من خلال نظم الغلاف الجوي والمحيطية، مما يؤدي إلى آثار متتالية تتجاوز حدود العاصفة مباشرة.

التهدئة السطحية البحرية وآثار التأقلم

ومع مرور إعصار عبر المحيط، تخلط رياحه القوية بين طبقات المحيط العليا، وتغذية المياه الأكثر برودة وثراء بالمغذيات، وهذا الخلط الرأسي يبرد سطح البحر من 1 إلى 5 درجات مئوية في أعقاب العاصفة، فعلى سبيل المثال، بعد أن ضرب إعصار كاترينا خليج المكسيك في عام 2005، كشفت عمليات الرصد بواسطة السواتل عن حدوث تأخير بارد في توسيع المئات من الكميونات المدارية المبردة، وطول أكثر من شهر.

كما أن هذا التأثير المبرد يؤثر على المحتوى الحري للمحيطات، وهو عنصر أساسي من عناصر نظام المناخ في الأرض، ومن خلال إعادة توزيع الحرارة من سطح المحيط إلى طبقات أعمق، تسهم الأعاصير في تنظيم الهيكل الحراري للمحيطات، الذي يؤثر بدوره على أنماط الطقس وتقلب المناخ.

تعديل أنماط التهطال والإطلاقات البطيئة

إن الهاروكين من بين أكثر منتجي الأمطار بروزا على الكوكب، ويمكن أن تفرج عاصفة واحدة عن تريليون لتر من مياه الأمطار في بضعة أيام، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى حدوث فيضان مدمر، وهذا التهطال الاستثنائي يعيد توزيع المياه العذبة في المناطق الكبيرة، مما يؤثر على مياه المجاري المائية ونظم المياه الجوفية، كما أن هطول الأمطار الغزيرة يؤثر على الهيدرولوجيا المحلية والإقليمية، ويؤثر على الزراعة والنظم الإيكولوجية والموارد المائية.

إن الحرارة الكامنة التي تُطلق أثناء التكثيف تدفئ الهواء المحيط، وتُحدث صيغاً قوية، وتُغير الحركة الرأسية في الجو، ويمكن أن تعدل هذه التدفئة أنماط الرياح العليا، وتعزز تطوير أو توجيه نظم الطقس الأخرى، مثل الأعاصير أو التدفقات الموسمية المتوسطة، وبالتالي يمكن للأعاصير أن تؤثر على التداول الجوي بعيداً عن منشأها.

Interactions with Large-Scale Climate Drivers

ولا تعمل الراكون بمعزل عن الآخرين، بل يتفاعلون مع أنماط المناخ الرئيسية مثل النينيو - جنوبي التذبذب، وداء مادن - جوليان، ورابطة المحيط الأطلسي المتعددة الديكاسل، ويمكن أن تؤدي هذه التفاعلات إلى تغيير تواتر الأعاصير وكثافة آثارها المناخية الأوسع نطاقا.

Hurricanes and the El Niño-Southern Oscillation (ENSO)

إن دورة التسخين الداخلي - التي تُصنَّع عن طريق الاحترار الدوري )النينيو( والتبريد )لا نينيا( من منطقة المحيط الهادئ الاستوائية الوسطى والشرقية تؤثر تأثيراً شديداً على نشاط الأعاصير، فخلال سنوات النينيو، تميل زيادة قذيفة الرياح العمودية وتغير أنماط التداول الجوي إلى قمع تكوين الأعاصير الأطلسية وتحويل مسارات العواصف غرباً، مما يقلل من آثار الأعاصير في الولايات المتحدة.

ومن المثير للاهتمام أن الأعاصير نفسها يمكن أن تؤثر على ديناميات المنظمة، إذ يمكن لنشاط الإعصار المكثف في المحيط المداري أن يستخرج الحرارة من سطح المحيط، ويسهم في تبريد المحيطات الذي قد يؤثر على توقيت وقوة التحولات التي تمر بها المنظمة، وفي حين أن هذه التغذية المرتدة معقدة ومجال من مجالات البحث الجارية، فإنه يسلط الضوء على العلاقة الثنائية الاتجاه بين الأعاصير وظواهر المناخ الواسعة النطاق.

آثار على دورة الغلاف الجوي وخط الترميز

إن الإصدار الهائل للحرارة الكامنة في الأعاصير في الغلاف الجوي العلوي يمكن أن يولد موجات روسيية - تقلبات واسعة النطاق في التدفق الجوي تؤثر على تيار الطائرات، ويمكن لهذه الأمواج أن تعدل مسار وسرعة تيار الطائرات، مما يؤثر على مسار العواصف اللاحقة واستمرار أنماط الطقس مثل الموجات الحرارية، أو التعاويذ الباردة، أو أحداث سقوط الأمطار المطولة في منتصف الأرض.

فعلى سبيل المثال، يمكن لمخلفات الأعاصير التي تدور في شمال الأطلسي أن تنشط مجرى الطائرات القطبية، وأن تبدل مسارات العواصف في جميع أنحاء أوروبا وأمريكا الشمالية، وتبرز هذه التعطلات كيف يمكن أن يكون لإعصار واحد أثر مناخي يتجاوز منطقة تأثيره المباشر، ويؤثر على الطقس والمناخ على نطاق نصف الكرة الأرضية.

Long-Term Climate System Feedbacks

وبالإضافة إلى الآثار الفورية والقصيرة الأجل، تسهم الأعاصير في حدوث تغيرات طويلة الأجل في نظام المناخ في الأرض، وتشمل هذه التغيرات التغيرات في المحتوى الحري للمحيطات، وارتفاع مستوى سطح البحر، وتدوير الكربون، وديناميات النظم الإيكولوجية، وكلها تعود إلى تغير المناخ وتغيره.

إعادة توزيع مياه المحيطات والإسهامات في ارتفاع مستوى سطح البحر

وتعمل هذه الراكون كمضخات حرارية عمودية، تنقل المياه السطحية الدافئ إلى طبقات المحيطات العميقة عن طريق الخلط والارتقاء، وتزيد هذه العملية من محتوى حرارة المحيطات في عمق، مما يسهم في التوسع الحراري للمياه البحرية - وهو عامل رئيسي في ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي، وتشير الدراسات إلى أن الأعاصير والأعاصير المدارية تمثل نحو 15 في المائة من النقل السنوي الحراري المتوسط من المناطق المدارية إلى المناطق المرتفعة.

وفي مناطق مثل خليج المكسيك وغرب المحيط الهادئ، يمكن أن يؤدي تكرار نشاط الأعاصير على مدى عقود إلى زيادات يمكن قياسها في ارتفاع سطح البحر المحلي، بالإضافة إلى أن موجات العواصف المرتبطة بالأعاصير تضعف السواحل وتضر بالنظم الإيكولوجية الساحلية مثل غابات المانغروف وأملاحه والأراضي الرطبة، وتؤدي هذه الحواجز الطبيعية أدوارا حيوية في الحد من آثار العواصف وعزل الكربون؛ وتزيد من تعرضها لتدهورها لتصل إلى ارتفاع مستوى سطح البحر وتغير المناخ.

آثار دورة الكربون وتغيرات النظام الإيكولوجي

ويمكن أن تؤثر الراكون تأثيراً كبيراً على دورة الكربون من خلال آثارها على النظم الإيكولوجية البرية والبحرية، وتتسبب الرياح القوية والفيضانات في إلحاق أضرار واسعة النطاق بالغابات، وتطلق الكربون المخزن كثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي، ففي غابات الأمازون المطيرة، على سبيل المثال، تبين أن وفيات الأشجار الناجمة عن العواصف تحول مؤقتاً مناطق كبيرة من مصارف الكربون إلى مصادر كربون صافية، مما يؤثر على ميزانيات الكربون العالمية.

وفي البيئات الساحلية والبحرية، يعاد استخدام الأعاصير الرسوبيات والمواد العضوية، مما يحفز التنفس الميكروبي ويزيد من تصاعد ثاني أكسيد الكربون، وعلى العكس من ذلك، فإن ارتفاع المغذيات في أعقاب الأعاصير يُخصِّص المياه السطحية، مما يؤدي إلى حدوث تغيرات في البستنة تستوعب ثاني أكسيد الكربون، غير أن هذه الازهار كثيرا ما تتدهور بسرعة، وتعيد آثار ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي.

The Role of Climate Change in Intensifying Hurricanes

والتفاعل بين الأعاصير وتغير المناخ يتسم بطابع ثنائي الاتجاه ويزداد حرجا، وبينما تؤثر الأعاصير على نظم المناخ، فإن الاحترار العالمي المستمر يكثف هذه العواصف من حيث قوتها، وسقوطها، وإمكاناتها التدميرية، مما يخلق حلقة تفاعلية ذات آثار هامة على المجتمع والبيئة.

زيادة كثافة ومساحات الأمطار

ومع ارتفاع درجات الحرارة العالمية، يمكن أن يرتفع الغلاف الجوي إلى درجة أكبر من الرطوبة - أي ما يعادل 7 في المائة من بخار المياه لكل درجة مئوية من درجات الحرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع معدلات سقوط الأمطار خلال الأعاصير، وزيادة مخاطر الفيضانات، وقد تجلى هذا الاتجاه في إعصار هارفي في عام 2017، مما أدى إلى ارتفاع مجاميع الأمطار غير المسبوقة في نحو 60 بوصة في بعض أجزاء تكساس، مما أدى إلى حدوث فيضان كارث.

كما أن درجات الحرارة السطحية في البحر توفر المزيد من الطاقة لتكثيف العواصف، وتشير البيانات الملاحظــة والنماذج المناخية إلى ارتفاع نسبة الأعاصير من الفئة 4 إلى 5 في جميع أنحاء العالم خلال العقود العديدة الماضية، وتتحمل هذه العواصف الأكثر كثافة سرعة الرياح العالية وإمكانات تدميرية أكبر، مما يضاعف من المخاطر التي تتعرض لها السكان والبنى التحتية الساحلية.

ارتفاع مستويات سطح البحر

إن ارتفاع مستوى سطح البحر بفعل تذويب صحف الجليد والتوسع الحراري، يُعد خط الأساس الذي تعمل منه موجات العواصف العاصفية، وهذا يعني أن تدفق العواصف إلى الداخل يصل الآن إلى مزيد من الأراضي، ويعمق عما كان عليه في منتصف القرن العشرين، وعلى سبيل المثال، فإن ارتفاع العواصف الذي يتسبب في توغل عشر أقدام في عام 1950 قد يؤدي إلى حدوث فيضان أعلى بكثير اليوم بسبب ارتفاع مستويات البحر.

ويؤدي هذا الأثر التصاعدي إلى زيادة ضعف المجتمعات الساحلية، مما يزيد من حدة الخسائر البشرية والاقتصادية للأعاصير، كما أنه يعقّد تخطيط الكوارث وتصميم الهياكل الأساسية، مما يتطلب نماذج مستكملة تتضمن توقعات ارتفاع مستوى سطح البحر لضمان القدرة على التكيف.

التأهب والتخفيف في مناخ متغير

إن الاعتراف بالأعاصير باعتبارها من المنتجات والأسباب التي تؤدي إلى تغير المناخ يبرز الحاجة الملحة لوضع استراتيجيات شاملة للتأهب والتخفيف من حدة آثارها، ويجب أن تدمج هذه النهج الفهم العلمي مع تدابير عملية لبناء القدرة على التكيف على الصعد المحلية والوطنية والعالمية.

تعزيز قدرة المجتمعات المحلية على التكيف والهياكل الأساسية

ويتجاوز التأهب الفعال للأعاصير استعداد الفرد ليشمل الهياكل الأساسية والتخطيط المجتمعيين المرن، ويمكن للاستثمارات في جدران البحر، وبوابات الفيضانات، واستعادة الحواجز الساحلية الطبيعية مثل الأراضي الرطبة وغروف المانغروف أن تقلل من أثر موجات العواصف والفيضانات.

ويجب أن تتطور مدونات البناء بحيث تصمد أمام الرياح القوية وهطول الأمطار بدرجة أكبر، في حين ينبغي أن يتفادى التخطيط الحضري المناطق الشديدة الخطورة، وينبغي أن تتضمن خطط الإجلاء توقعات حديثة بشأن المناخ، بما في ذلك الارتفاع المتوقع في مستوى سطح البحر وزيادة كثافة العواصف، كما أن برامج التعليم العام التي تدمج علم الأعاصير في مبادرات أوسع لمحو الأمية المناخ تمكن المجتمعات المحلية من الاستجابة بفعالية للمخاطر الناشئة.

Global Policy, Adaptation, and Research

إن تخفيف الآثار الطويلة الأجل للأعاصير يتطلب اتخاذ إجراءات عالمية متضافرة للحد من انبعاثات غازات الدفيئة، وتهدف الاتفاقات الدولية مثل اتفاق باريس إلى الحد من الاحترار العالمي، مما يبطئ من ارتفاع مستوى سطح البحر ويقلل من الإمكانات الحرارية لتكثيف الأعاصير.

وفي الوقت نفسه، يجب أن يعطي تمويل التكيف الأولوية للدول الضعيفة - ولا سيما الدول الجزرية الصغيرة والبلدان النامية - التي تواجه مخاطر إعصار غير متناسبة رغم أنها تسهم بأقل قدر ممكن في الانبعاثات العالمية، ودعم البحوث الجارية في مجال التغذية المرتدة الناجمة عن الأعاصير والأوبئة، مثل الدراسات التي يجريها الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ، وتعزيز القدرات التنبؤية، وبثّر عملية وضع السياسات القائمة على الأدلة.

خاتمة

إن الكوارث الطبيعية مثل الأعاصير هي أكثر بكثير من الأحداث المناخية المنعزلة، فهي عوامل نشطة في تشكيل نظم المناخ في الأرض، ومن التبريد الفوري لأسطح المحيطات إلى إعادة توزيع الحرارة والكربون في الأجل الطويل، والأعاصير تؤثر على العمليات المناخية على نطاقات متعددة، ومع تزايد حدة تغير المناخ في هذه العواصف، فإن حلقات التغذية المرتدة الناجمة عن ذلك تصبح مترتبة بشكل متزايد على النظم الإيكولوجية والمجتمعات البشرية والاستقرار العالمي في المناخ.

إن التصدي لهذه التحديات يتطلب إجراء بحوث علمية متكاملة، وتثقيف عام، وتطوير هياكل أساسية مرنة، ووضع أطر سياساتية قوية، وبزيادة فهمنا للتفاعلات التي تتخلل الأعاصير، يمكننا أن نتوقع حدوث تغييرات في المستقبل، وتنفيذ استراتيجيات للتخفيف من المخاطر وتعزيز القدرة على التكيف في عالم يدفئ.

ولمزيد من المعلومات المفصلة، يرجى الرجوع إلى شعبة البحوث في الأعصار التابعة للرابطة، واستكشاف تحليل الوكالة الوطنية لسلامة الملاحة الجوية لاتجاهات هطول الأمطار بسبب الأعاصير ]، واستعراض الفصل المتعلق بتقرير التقييم السادس للجنة البلدان الأفريقية للتجارة والتنمية بشأن الأعاصير المدارية .