إن الأعشاب المنوية من بين أكثر النظم المناخية قوة وتدميرا على الأرض، وهي تُعدّل بالرياح المتناوبة، ومراكز الضغط المنخفضة، والتي كثيرا ما تكون متسرعة، وتؤثر على ملايين الناس في المناطق الساحلية والداخلية على حد سواء، وتُفهم تشكيلهم وتنميتهم وتنقلهم أمر أساسي لتحسين التنبؤ وحماية المجتمعات المحلية والنهوض بالسلوك الجوي، وتتابع هذه الدراسة الشاملة الآليات الأساسية وراء العواصف.

ما هي (سيكلونز)؟

ومن حيث الأرصاد الجوية، فإن الأعاصير هي كتلة جوية واسعة النطاق تدور حول منطقة مركزية ذات ضغط منخفض في الغلاف الجوي، وهي تدور على مدار الساعة في نصف الكرة الشمالي وفي نصف الكرة الجنوبي، ويقودها أثر الكوريوليسي، حيث إن الأعاصير المنبعثة ليست نوع واحد من العواصف؛ وتشمل عدة تصنيفات متميزة تستند إلى الموقع الجغرافي، والخصائص الهيكلية، وشدة المدار.

وتتكون الأعاصير المدارية، التي تسمى في كثير من الأحيان الأعاصير في المحيط الأطلسي أو التيفوون في المحيط الهادئ، من مياه المحيط الحارة وتستمد طاقتها من الحرارة المتطايرة التي تُطلق كهواء متحركة وموجات، وتُجمع الأعاصير المدارية، المعروفة أيضا بأعاصير خط العرض الوسطى، على طول الحدود الأمامية في المناطق التي تتميز فيها درجات الحرارة الشديدة.

إن الإمكانات التدميرية للأعاصير هائلة، فالرياح المرتفعة، وتدفقات العواصف، وهطول الأمطار الغزيرة، والإعصارات كلها تسهم في الضرر، فعلى سبيل المثال، تسبب إعصار كاترينا في عام 2005 في أضرار بلغت 125 بليون دولار، وتسبب في وفاة أكثر من 800 1 شخص في الولايات المتحدة وحدها، وبالمثل، دمر تيفون هايان في عام 2013 أجزاء من الفلبين بسرعات ريحية تتجاوز 195 ميلا في الساعة.

The Formation of Cyclones

وتتطلب العملية التي تشكل بها الأعاصير، المعروفة باسم " الإعصار " ، مجموعة محددة من الظروف البيئية، وفي حين تختلف التفاصيل حسب نوع الإعصار، فإن عدة عناصر أساسية مشتركة بين معظم أحداث التشكيل.

الشروط الأساسية للسيكلوجينيس

ويبدأ التحلل المسبب للاضطرابات في الغلاف الجوي الموجود من قبل، مثل مجموعة من العواصف الرعدية أو موجة أمامية، وبالنسبة للأعاصير المدارية، يجب أن يتطور هذا الاضطرابات على مياه المحيطات التي تبلغ درجات الحرارة السطحية فيها 26.5 درجة مئوية على الأقل، بحيث تمتد إلى عمق 50 مترا، وهذه المياه الدافئة توفر الطاقة اللازمة لتكثيف العواصف من خلال الضغط والتسرع.

دور مياه المحيطات

وتتصرف مياه المحيطات كمواد لتنمية الأعاصير المدارية، وعندما تتجاوز درجات حرارة المياه 26.5 درجة مئوية، تزداد معدلات التبخر ارتفاعا كبيرا، مما يزود بالرطوبة الوفيرة إلى الغلاف الجوي، حيث أن هذه الطفرة في الهواء الضعيف، تبرد وتكث، وتطلق الحرارة المتأخّرة، وهذا يدفئ الهواء المحيط، ويتسبب في زيادة الضغط السطحي ويزيد من الضغط.

تأثير تأثير الكوريوليس

تأثير كوريوليس، الذي ينتج عن تناوب الأرض، ضروري لتناوب الأعاصير، بدونه، ستملأ وتشتت أنظمة الضغط المنخفضة، وتتحول قوة كوريوليس إلى اليمين في نصف الكرة الشمالي، وتستمر في اليسار في نصف الكرة الجنوبي، وتبدأ في الدوران، ولهذا السبب، فإن الأعاصير المدارية نادرا ما تكون في حدود 5 درجات من الاضطرابات

عدم الاستقرار والسرقة في الغلاف الجوي

وبالإضافة إلى المياه الدافئـة والتناوب، يجب أن يكون الجو غير مستقر للأعاصير لتتطور، كما أن انخفاض الغطاء الرأسي للرياح - التغير في سرعة الرياح وتوجهها مع ارتفاعه - يخفض هيكل العاصفة ليبقى منظما، ويمكن لغطاء الرياح المرتفع أن يعطل قلب الإعصار النامي، ويمنع التكثيف، كما أن طبقة عميقة من الهواء الرطب في الغلاف التروبوسفيري يدعم التكديس المستمر.

مسارات حركة سيكلونز

وبمجرد أن يُتخذ شكل إعصار، فإن مساره يحكمه أنماط تداول الغلاف الجوي الأوسع نطاقاً، وتشكّل مسارات الإعصار مهمة معقدة تتطلب فهم عدة عوامل تفاعلية.

Steering Currents and Jet Streams

وتتجه هذه التوابع إلى حد كبير نحو الرياح التي تحيط بها في الجو العلوي، وفي المناطق المدارية، كثيرا ما تكون هذه التيارات المتحركة ضعيفة، مما يؤدي إلى بطء مسارات العواصف العنيفة، حيث تتحول العواصف إلى أعمدة، وتواجه رياحاً قوية في منتصف خطوط العرض تقودها موجات الطائرات العمودية، وتؤثر الأعاصير المدارية البعيدة، بوجه خاص، تأثيراً شديداً على مسارات الرياح

الريح التجارية والتداول العالمي

في المناطق المدارية، تُدفع الرياح التجارية الشرقية الأعاصير غرباً، لهذا السبب تتجه العواصف التي تنمو في المحيط الأطلسي بالقرب من أفريقيا إلى البحر الكاريبي والولايات المتحدة، وموقع وقوة المعالم الكبيرة مثل التلالات دون المدارية وخطوط الرياح الموسمية، إلى مسار العواصف، نظام قوي عالي الضغط يمكن أن يحجب حركة الأعاصير، مما يتسبب في توقف أو تغيير الاتجاه.

التغيرات في المسار

إن مسارات التكتل نادرا ما تكون خطوطا مستقيمة، ويمكن أن تنحني أو تبطئ أو تدور بسبب التغيرات في التيارات المتحركة، ومن المسارات المشتركة التدميرية: تتجه العاصفة غربا، ثم تتحول شمالا وشمال شرقا، وكثيرا ما يحدث ذلك عندما تضعف الحافة شبه المدارية أو عندما تنتقل العاصفة إلى منطقة تهيمن فيها الأعاصير.

العوامل الرئيسية التي تؤثر على مسارات سيكلون

إن مسار الإعصار ليس عشوائياً، بل هو نتيجة لتعدد القوى المتفاعلة، ويستخدم المفترسون نماذج حاسوبية لتحفيز هذه التفاعلات، مما يوفر توقعات أكثر دقة.

درجة حرارة سطح البحر

وفي حين أن درجات الحرارة السطحية البحرية تؤثر أساسا على كثافة الأعاصير، فإنها تؤدي دورا في التوجيه، كما أن مياه الحرب يمكن أن تكثف عاصفة، مما يجعلها أكثر قوة وأقل عرضة للانحراف عن طريق الرياح البيئية، وعلى العكس من ذلك، فإن المياه المبردة تضعف الأعاصير، وتبطئ حركة المستقبل في كثير من الأحيان، أو تسببها في تغيير الاتجاه، كما أن التدرج في درجات حرارة المحيطات يمكن أن يؤثر أيضا على أنماط الضغط الجوي المحيطة، التي تتدفق بصورة غير مباشرة.

نظم الضغط الجوي

أنظمة الضغط المرتفعة و المنخفضة في الغلاف الجوي هي العوامل المهيمنة التي تتحكم في مسارات الإعصار و تميل العواصف للتحرك حول أطراف هذه الأنظمة

Wind Shear

يمكن أن تؤثر قذيفة الرياح الرأسية على هيكل الإعصار وبالتالي طريقه في بعض الحالات، يمكن للقار أن يُقطر الدوافع، مما يجعل العاصفة تُصعق أو تُعدّل سرعتها الأمامية، وبالرغم من أنّ الفخ يُعتقد عموماً أنّها تُعيق التكثيف، فإنّ تأثيرها على المسار ثانوي لأنماط البرمجة، لكنّها الكبير يمكنها أن تُعرّف مركز المستوى المنخفض،

تناوب الأرض و تأثير كوريوليس

تأثير كوريوليس ليس فقط بدء تناوب الأعاصير بل أيضاً تأثير على حركة في نصف الكرة الشمالي، والأعاصير التي تميل إلى الإنجراف شمالاً بسبب تغير قوة كوريوليس بالخطوبة، وهذا معروف بـ "الإنجراف"

مراحل تنمية سيكلون

ويُحرز تقدم في هذا الصدد من خلال عدة مراحل محددة، من مجموعة من العواصف الرعدية إلى نظام ناضج ذي عين محددة تحديداً جيداً، ويُفهم هذه المراحل في التنبؤ بكثافة الآثار المحتملة.

الاضطرابات الاستوائية

إن المرحلة الأولى هي اضطراب استوائي، منطقة عواصف رعدية غير منظمة ذات تداول سطحي ضعيف، وكثيرا ما تكون هذه الاضطرابات ناجمة عن موجات مدارية أو تراوغات مونية أو تفكك الحدود الأمامية، وفي هذه المرحلة، يظهر النظام بعض النشاط الميسر ولكنه يفتقر إلى مركز مغلق منخفض الكساد، وقد تتفادى العديد من الاضطرابات دون مزيد من التطوير، ولكن تلك التي تواجه ظروفا مواتية قد تتقدم.

الاكتئاب المداري

عندما يُنظم الاضطراب ويُطوّر تداولاً سطحياً مُغلقاً مع وجود رياح مُستمرة تحت 39 ميلاً في الساعة، يُصنّف كإكتئاب إستوائي، ويبدأ النظام في التدور، ويُنخفض الضغط، ويصبح التركيز أكثر قرب المركز، وهذه المرحلة حاسمة لزيادة تكثيفها، حيث تُنشأ موجة العاصفة وتدفقها إلى الداخل، وإذا ظلت قذيفة الرياح منخفضة ودرجاًاً، فإن درجة الحرارة المائية قد تُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتَزُدُ الكسادُها.

العاصفة الاستوائية

وعندما تصل الرياح المستمرة إلى ٣٩ إلى ٧٣ ميلا في الساعة، يتم رفع مستوى النظام إلى عاصفة استوائية، وفي هذه المرحلة، تتلقى العاصفة اسما من وكالة الأرصاد الجوية الإقليمية، وتصبح دوامة الصدر أشد، وتصبح مجموعات الأمطار الروحية أكثر وضوحا، ولا تزال العاصفة تفتقر إلى العين، ولكن يمكن أن تشكلها عواصف ترابية يمكن أن تسبب فيضانات كبيرة وضرر رياحي،

سيكلون أو إعصار

وعندما تتجاوز الرياح المستمرة 74 ميلا في الساعة، يصبح النظام إعصارا (أو إعصار/عصابة، حسب الموقع) وعادة ما تكون أشكال العين محاطة بحلقة من الجدار العنيف وأقوى رياح، وتمتد العواصف إلى ذروتها في هذه المرحلة، وكثيرا ما تحافظ على شكل متماثل إذا كانت الظروف مواتية، ويمكن أن تكون العينات واضحة أو مليئة بالسحابات، ودرجة الحرارة المرتفعة 50 ميلا.

Dissipation

وكل الأعاصير تضعف وتفتقر في نهاية المطاف، ويمكن أن يحدث ذلك إذا تحركت العاصفة على الأرض، وصادفت مياهاً أكثر برودة، وشهدت ضربة قوية من الرياح، أو دخلت كتلة جوية جافة، وعادة ما ينطوي التناقص على القاع الداخلي، مع لملء العين وتسارع الرياح، وفي بعض الحالات، يمكن أن تتحول الأعاصير المدارية إلى أعاصير غير أرضية، وتتحول إلى نظم أمامية.

آثار Cyclones

وتمتد آثار الأعاصير إلى ما يتجاوز الضرر الريحي المباشر، ففهم هذه الآثار أمر حاسم بالنسبة للتأهب للكوارث والتخفيف من آثارها.

الضرر والاضطرابات

وتسببت الرؤوس في خسائر من خلال مخاطر متعددة، إذ يمكن للرياح المرتفعة أن تدمر المباني، وأشجار الصعود، وحطامها بقوة فتاكة، وارتفاع مستوى العواصف في البحر الذي تُدفعه الرياح العاصفة، كثيرا ما يتجاوز الخطر المميت في المناطق الساحلية، ودور الفيضانات والهياكل الأساسية، وهطول الأمطار الحاد يؤدي إلى الفيضانات البرية، والانهيارات الأرضية، وتلوث المياه.

التنبؤ والتأهب

(أ) تحسين التنبؤات المفاجئة في تكنولوجيا السواتل، واستطلاع الطائرات، ونماذج الحاسوب، في منظمات مثل المركز الوطني للطيران، والمركز المشترك للإنذار بالطيف، إصدار مسارات وتجاوزات للكثافة قبل عدة أيام، وحملات التوعية العامة، ونظم الإنذار المبكر، وخطط الإجلاء، لا تحصى، غير أن التحديات لا تزال قائمة: التنبؤ الدقيق بتكثيف سريع وتغييرات المسار لا تزال صعبة.

خاتمة

إن الأعشاب الطبيعية المعقدة والقوية تتطلب دراسة دقيقة لفهم تشكيلها ومساراتها، ومن مياه المحيط الحارة التي تغذي نموها إلى التيارات التوجيهية في الغلاف الجوي التي ترشد تحركاتها، فإن كل عامل يؤدي دورا في تحديد مسار العواصف وكثافتها، وبينما لا يمكننا التحكم في الأعاصير، يمكننا أن نستعد لها، فإن مواصلة الاستثمار في البحوث والتكنولوجيا والتثقيف المجتمعي سيعزز قدرتنا على التنبؤ بهذه العواصف.

وللمزيد من القراءة، فإن النظام العالمي للتنبؤات () و] التصوير الساتلي ] [FGES satellite imagery]] أدوات قيمة للتحليل في الوقت الحقيقي، وبالإضافة إلى ذلك، تواصل الجامعات ومؤسسات البحوث النهوض بعلوم الأعاصير من خلال التجارب الميدانية والنماذج العددية.