The Anatomy of Hurricane Formation

إن الراكين من بين أقوى القوى على الأرض، حيث يستمدون الطاقة مباشرة من مياه المحيط الحارة ويطلقونها عن طريق الملتقى المنظم، وتأتي هذه العواصف في أعقاب تقدم يمكن التنبؤ به من مجموعات العواصف الرعدية المهددة إلى أجسام مجددة يمكن أن تُحدّد مجتمعات بأكملها، ويساعد فهم كل مرحلة من مراحل هذه التنمية على إصدار إنذارات في الوقت المناسب، ويعطي الجمهور مهلة حاسمة للتحضير.

ويبدأ كل إعصار كاضطرابات جوية متواضعة، ويهبط الفرق بين مجموعة من الدشات التي لا تلحق الضرر والأعاصير الكارثية إلى مجموعة ضيقة من الظروف البيئية: درجة حرارة المحيطات، والرطوبة الجوية، وسقوط الرياح، وتأثير كوريوليس، وعندما تتواءم هذه العوامل، يمكن للنظام المداري أن يكثف بسرعة، ويقفز أحيانا من عاصفة مدارية إلى إعصار رئيسي في أقل من 24 ساعة.

دور مياه المحيطات

إنّها تُحمّل الراكين بواسطة حرارة مُتأخّرة تُطلق عندما تُكثّر بخار الماء، و لكي تُكوّن العاصفة وتُبقي نفسها، فإنّ درجات الحرارة السطحية البحرية لا تقلّ عن 26.5 درجة مئوية (80 درجة مئوية) إلى عمق 50 متراً، وهذا الماء الدافئ يوفر الوقود الذي يُحرّك نشاط العواصف الرعدية في صميم النظام النامي،

وتمتد مناطق مثل المحيط الأطلسي المداري والبحر الكاريبي وخليج المحيط بشكل روتيني إلى هذه درجات الحرارة خلال موسم الأعاصير، الذي يمتد من 1 حزيران/يونيه إلى 30 تشرين الثاني/نوفمبر في حوض المحيط الأطلسي، وخلال موسم الذروة، من منتصف آب/أغسطس إلى أواخر تشرين الأول/أكتوبر، كثيرا ما يصل المحتوى الحراري للمحيطات إلى الحد الأقصى السنوي، مما يؤدي إلى ارتفاع وتيرة العواصف.

الظروف الجوية ومشاهدة الشتاء

ولا يمكن أن تنتج مياه الحرب وحدها إعصارا، كما أن الجو الذي فوق المحيط يجب أن يكون مواتيا لمنظمة العواصف، كما أن الرطوبة العالية في الغلاف المتوسّط تسمح للعواصف الرعدية بالازدهار بدلا من التجفيف، كما أن القذيفة الريحية الرأسية المنخفضة، التي تعني تغيرا طفيفا في سرعة الرياح أو اتجاهها مع ارتفاعها، تمكن العاصفة من تطوير هيكل عمودي لهب دافئ، وعندما تكون قذيفة الرياح قوية، تتحول العاصفة وتعطل التداول.

ويفسر التفاعل بين المحيط والغلاف الجوي سبب ارتفاع درجة تأثير بعض مواسم الأعاصير في حين أن بعضها الآخر هادئ، فعلى سبيل المثال، أثناء حدث النينيو، تميل قذيفة الرياح القوية عبر المحيط الأطلسي إلى قمع تكوين الأعاصير، بينما تقل ظروف لانينا من الضباب وتحسن النشاط المتزايد.

المرحلة الأولى: الاضطرابات الاستوائية

إن أول سليفة يمكن التعرف عليها إلى الإعصار هو اضطراب استوائي، وهو مجال مفصّل من الملتقى المنظم، الذي يتراوح عادة بين 200 و 600 كيلومتر في قطره، ويتطور فوق المياه المدارية أو دون المدارية، ويظهر الاضطراب المداري هبوطا طفيفا في الضغط السطحي وبعض التناوب الدوري، ولكنه يفتقر إلى مركز للتداول محدد جيدا، وعادة ما تقل الرياح المستدامة عن 25 مترا (40 كيلومترا/ساعة).

وكثيرا ما تنشأ هذه الاضطرابات من مصادر عديدة: موجات شرقية تبتعد عن ساحل أفريقيا، والحدود الأمامية القديمة التي تهطل على المياه الدافئ، أو الطوق الممون في غرب المحيط الهادئ والمحيط الأطلسي، وتستأثر موجات شرقية، على وجه الخصوص، بما يقرب من 60 في المائة من العواصف المدارية الأطلسية ونحو 85 في المائة من الأعاصير الرئيسية، وهذه الموجات هي عوارض من الضغط المنخفض المتأصل في ما قبل التجارة، وهي توفر مناطق مواهب.

والصور الساتلية هي الأداة الرئيسية لكشف الاضطرابات المدارية، وتكشف القنوات المرئية والأشعة تحت الحمراء عن مناطق من الوصلة العميقة المستمرة، في حين تبين صور بخار المياه مدى وجود الرطوبة في الغلاف الجوي الأوسط والعليا، وعندما يبدو أن هناك اضطرابا، يبدأ المنتظرون في رصدها لعلامات على مزيد من التطوير.

المرحلة الثانية: الكساد المداري

وعندما تظهر الاضطرابات المدارية أدلة على وجود تداول سطحي مغلق وتصل الرياح المستمرة إلى 23 متراً (37 إلى 62 كيلومتراً مربعاً)، تصنف على أنها كساد استوائي، وفي هذه المرحلة، يوجد في النظام مركز محدد من الضغط المنخفض، وتبدأ مجموعات العواصف الرعدية في التغليف حول ذلك المركز، ويُخصص عدد من الإكتئاب، مثل الاكتئاب المداري الخامس، لتحديد الهوية.

إن الاكتئاب المداري لا يزال نظاما ضعيفا، ولكنه يمثل تحولا حرجا، ويعني تطوير التداول المغلقة أن العاصفة أصبحت كيانا مكتفيا ذاتيا، وتتدفق الحلقات الجوية إلى مركز الضغط المنخفض، وترتفع في العواصف الرعدية، ثم تتدفق إلى ارتفاع عال، ويستمد هذا النمط التداولي في الهواء الدافئ من المحيط المحيط المحيط المحيط ويغذي الكونف.

المفترسون ينتبهون جيداً إلى منظمة الكآبة على الرادار والقمر الصناعي إذا أصبح الإلتواء أكثر تناسقاً و الضغط مستمر في الهبوط

ولا يصبح كل الكساد المداري عاصفة استوائية، بل إن العديد من الاكتئاب لا يصل إلى المرحلة التالية أبداً لأن البيئة غير مواتية بما فيه الكفاية، ولكن بمجرد ظهور اكتئاب، يبدأ المركز الوطني لل إعصار في إصدار المشورة المنتظمة، وتزداد جهود التوعية العامة في المناطق التي يحتمل أن تتأثر.

المرحلة الثالثة: العاصفة الاستوائية

ويصبح الكساد المداري عاصفة استوائية عندما تصل رياحه المستمرة إلى 39 إلى 73 ميلاً فموياً (63 إلى 118 كيلومتراً/ساعة)، ويتلقى النظام في هذه المرحلة اسماً من القائمة الدوارة التي تحتفظ بها المنظمة العالمية للأرصاد الجوية، وتساعد اتفاقية التسمية على الاتصال والتوعية العامة، مما يسهل تعقب العواصف المتعددة في موسم واحد.

مع التسميات تأتي زيادة ملحوظة في التنظيم، وتداول العاصفة يصبح أكثر تعريفاً، وضغط الكثافة المركزي، وكتلة صلبة من السحب قرب المركز، تتطور في كثير من الأحيان، واتساع نطاقات الأمطار الروحية أصبحت أكثر وضوحاً، وبدء العاصفة في التحمل على شكل كوماوات أو دائري كلاسيكي مرئي في صور السواتل، وضغط مركزي ينهار بسرعة أكبر مع زوامة العاصفة الخارجية

وخلال مرحلة العاصفة الاستوائية، يمكن للنظام أن ينتج رياحاً مضرة، وهطول الأمطار الغزيرة، والفيضانات الساحلية بسبب موجة العواصف، لا سيما إذا تحركت فوق المياه الساحلية الضحلة، وحتى قبل أن تصل العواصف المدارية إلى حد الأعاصير، يمكن أن تسبب آثاراً كبيرة، فعلى سبيل المثال، أدى العواصف المدارية اليسونية في عام 2001 إلى حدوث فيضان كارث في هيوستن، تكساس، مما أسفر عن أكثر من 40 حالة وفاة وبل تبلغ فيها بلايين الدولارات في الضرر.

ويستخدم المفترسون استطلاعات الطائرات، وتقديرات السواتل، وصور الموجات الدقيقة لتحديد ما إذا كانت العاصفة تتفاقم، وظهور سمة عين في صور الموجات الدقيقة، حتى قبل أن يُظهر على السواتل التقليدية، كثيرا ما يشير إلى أن العاصفة تقترب من كثافة الأعاصير.

المرحلة الرابعة: الإعصار

العاصفة الاستوائية تصبح إعصاراً عندما تصل الرياح المستدامة إلى 74 ميلاً (119 كيلومتراً/ساعة) أو أعلى، وفي هذه العتبة، طورت العاصفة عيناً محددة جيداً، منطقة هادئة، هواء واضح في المركز محاطة بجدار عين من العواصف الرعدية الشديدة، وتصبح أشكال العين، مع تداول العاصفة، شديدة وترتفع الضغط، مما يتسبب في تغرق في الوسط ويخلق ثقباً في الغيوم.

وتصنف الهراكين باستخدام سافير - سيمبسون هوريكان ويد سكايل ، الذي يصنف عواصف من الفئة 1 إلى الفئة 5 على أساس السرعة القصوى للريح، ويوفر هذا الجدول تقديراً تقريبياً للضرر المحتمل للهياكل، والنباتات، والهياكل الأساسية، وإن كان لا يُعزى إلى سقوط الأمطار أو حدوث موجة عواصف، وهي في كثير من الأحيان أكثر الأعاصيرها.

"الزعيم الزعيم"

الفئة 1 (74-95 mph)

والأضرار تلحق في المقام الأول بالمنازل المتنقلة غير المجهزة، والشجيرات، والعلامات غير المصنَّعة، وقد تتعرض منازل الخرف لضرر طفيف في السقف، ويمكن أن تستمر فترات انقطاع الكهرباء عدة أيام، وقد تسببت العواصف مثل إعصار دوللي (2008) وهيركان إيرين (2011) في سقوطها كعواصف من الفئة 1 وتسببت في أضرار كبيرة، وذلك أساساً من خلال الرياح والفيضانات.

الفئة 2 (96-110 mph)

وقد تُلحق البيوت ذات الإطارات الجيدة بالسطح الرئيسي وتُلحق أضراراً فادحة، حيث تُقتلع الأشجار المتجذرة، وتُغلق الطرق، وتُلحق أضراراً بخطوط الطاقة، ومن المتوقع أن تُفقد الكهرباء في ما يقرب من عام، مع انقطاعات في بعض المناطق، حيث كانت الأعاصير فرانسيس (2004) والعاصف زيتا (20).

الفئة 3 (111-129 mph)

وهذه هي عتبة الإعصار الرئيسي، وقد تعاني منازل البناء على نحو جيد من أضرار هيكلية كبيرة، بما في ذلك إزالة السقف من الأنهار والهوايات، وقد تقطع العديد من الأشجار أو تُقتلع، وقد لا تتوفر الكهرباء والمياه لأسابيع، وكان الراكان كاترينا (2005) وساندي (2012) من الفئة 3 في شلالات كل منهما، رغم أنهما تسببا في أضرار مفاجئة في العواصف.

الفئة 4 (130-156 mph)

ويحدث ضرر شديد في المنازل المبنية جيدا، مع إلحاق أضرار جسيمة بمباني السقف والجدارات الخارجية، ومعظم الأشجار تقطع أو تُقتلع، وتُنزلق أعمدة الكهرباء، وتُعزل المناطق السكنية بالحطام، كما أن إعصار هارفي (2017) والعاصفية لورا (2020) عواصف من الفئة 4 تسببت في أضرار مدمرة في مناطق كبيرة.

الفئة 5 (157 ميغاغرام أو أكثر)

وستدمر نسبة كبيرة من المنازل المزروعة بالإطار، مع إخفاقات كاملة في السقف وانهيار الجدار، ولا تزال هناك انقطاعات في الطاقة منذ أسابيع أو أشهر، وقد تكون المناطق المتضررة غير صالحة للسكن، ولم تصل سوى حفنة من الأعاصير الأطلسية إلى الفئة 5 عند سقوطها في التاريخ المسجل، بما في ذلك إعصار أندرو (1992)، وهيركان مايكل (2018)، وهيركين دوريان (2019) في جزر البهاما.

العوامل الحاسمة التي يمكن أن تتطور إعصار

ويتوقف التحول من اضطراب مداري إلى إعصار رئيسي على أربعة عوامل بيئية رئيسية، ويجب أن يكون كل عامل موجودا في نطاق محدد، كما أن عدم وجود أي منها يمكن أن يحول دون التنمية كلية.

معبد سطح البحر

يجب أن تتجاوز درجات حرارة المحيط 26.5 درجة مئوية إلى عمق 50 متراً على الأقل، وتوفر المياه الحارة الطاقة الحرارية المتأخرة التي تقود إلى ثقب العاصفة، ودرجة الحرارة السطحية في البحر، وإمكانية تكثيفها، وعادة ما تخضع العواصف التي تنتقل إلى المناطق التي تحتوي على حرارة محيطية مماثلة لمحطة لوب تير في خليج المكسيك لتكثيف سريع، يُعرف بأنها زيادة قدرها 35 ميلاً أو أكثر في 24 ساعة.

عدم الاستقرار والحركة في الغلاف الجوي

يحتاج الإعصار إلى طبقة عميقة من الهواء الطلق في الترابوسفير الهواء الجاف المُتدَرَّب في تداول العاصفة قد يُعطل التكتلات ويضعف النظام، ويُمكِّن الرطوبة النسبية العالية في المستويات المتوسطة، التي تتجاوز عادة 70 في المائة، من دعم تطوير عواصف الرعد الطويلة التي تُطلق حرارة مُتَبَتة وتُبقي على اللب الدافِد الحار.

أقل من شهارب النوافذ

إنّ قذيفة الرياح الرأسية هي تغيّر سرعة الرياح أو اتجاهها مع ارتفاعها، وكي يُحدّد الإعصار من أجل تطوير هيكله والحفاظ عليه، يجب أن تكون الماشية منخفضة، بشكل عام أقل من 10 إلى 15 عقدة (11 إلى 17 متراً) عبر التروبوسفير، وتُنقّض العواصف القوية التي تدورها العاصفة، وتُزيل التدفق الأعلى إلى الخارج.

The Coriolis Effect and Latitude

تأثير كوريوليس بسبب تناوب الأرض هو ما يعطي الأعاصير المدارية دورانها هذا التأثير لا يذكر بالقرب من خط الاستواء، ولهذا السبب لا تشكل الأعاصير في حدود 5 درجات من خط الاستواء، ودرجة خط العرض الأدنى لتشكيل الأعاصير هي عادة 5 إلى 10 درجات، مما يوفر قوة كوريوليس الكافية لبدء التناوب والحفاظ عليه، وحالما يتم تشكيل الأعاصير تتجه غرباً ودواً،

رصد الإعصار وتتبعه

ويعتمد التنبؤ الحديث بالأعاصير على مجموعة من أدوات المراقبة التي ترصد العواصف من التكوين عن طريق التخثر، وتُوفر السواتل الثابتة بالنسبة للأرض، مثل السواتل التي تديرها وكالة الفضاء الوطنية والمنظمة الأوروبية لاستغلال سواتل الأرصاد الجوية، صورا مرئية ومرئية باستمرار، وتتيح هذه السواتل للتنبؤات تتبع أنماط السحب وتقدير الكثافة باستخدام تقنية دوفك، ورصد الظروف البيئية في الوقت الحقيقي.

ولا يزال استطلاع الطائرات واحدا من أهم مصادر البيانات، حيث إن NOA Hurricane Hunters] واحتياطي القوات الجوية الأمريكية رقم 53 يطير مباشرة إلى عواصف لقياس الضغط وسرعة الرياح ودرجات الحرارة والرطوبة، وتوفر هذه الرحلات بيانات في الموقع لا يمكن الحصول عليها من نماذج المعلومات الأساسية، بما في ذلك الموقع المحدد.

وهناك نماذج عديدة للتنبؤ بالطقس، مثل النظام العالمي للتنبؤات الجوية، والمركز الأوروبي للتنبؤات الجوية المتوسطة المدى، ومسح الغلاف الجوي، وإنتاج توقعات للتتبع والكثافة لمدة سبعة أيام أو أكثر، وهذه النماذج التي تُعد أحدث البيانات من السواتل والطائرات والبويارات والإذاعات، وقد تحسنت دقتها بشكل كبير في العقود الأخيرة.

Climate Change and Hurricane Activity

وقد أظهرت البحوث أن تغير المناخ يؤثر على خصائص الأعاصير، وأن درجات حرارة المحيطات تزيد من إمكانية وصول العواصف إلى كثافة أعلى، وقد وثق عدد من الدراسات اتجاهاً تصاعدياً في نسبة الأعاصير التي تصل إلى الفئة 3 أو أعلى، ولا سيما في حوض المحيط الأطلسي، كما أن المناخ المشتعل قد يزيد من محتوى الرطوبة في الغلاف الجوي، مما قد يؤدي إلى ارتفاع معدلات سقوط الأمطار من الأعاصير، التي تُنتج عن 60 سماً.

إن ارتفاع مستوى سطح البحر، الذي يقوده التوسع الحراري وذوبان صفائح الجليد، يزيد خط الأساس لتدفق العواصف، وسيؤدي الإعصار الذي يجعل من سقوط المياه اليوم إلى المناطق الساحلية إلى ارتفاع أعلى من نفس العاصفة قبل قرن، لمجرد أن المحيط أعلى، ويزيد الأثر المشترك للعواصف الأكثر كثافة، وهطول الأمطار بدرجة أكبر، وارتفاع مستويات البحر من المخاطر التي تتعرض لها المجتمعات الساحلية.

ووفقاً لـ NOA Geophysical Fluid Dynamatory]، فإن تواتر الأعاصير المدارية على الصعيد العالمي لا يتوقع أن يزداد، ولكن من المتوقع أن تزداد كثافة أقوى العواصف، وقد تزيد نسبة العواصف من الفئة 4 إلى 5، كما أن الأمطار المرتبطة بهذه العواصف ستكون أشد وطأة بسبب تغيرات في مجال التخطيط في الغلاف الجوي.

الإعداد لـ (هيركان سيسون)

ويبدأ الإعداد قبل وقوعها بفترة طويلة، وينبغي أن يعرف المقيمون في المناطق المعرضة للأعاصير منطقة إجلاءهم، وأن يكون لديهم مجموعة مواد للإمداد بالكوارث، وأن يحافظوا على خطة لتأمين ممتلكاتهم، ويوصي المركز الوطني لل إعصار بأن يرصد كل شخص في المجتمعات الساحلية التوقعات خلال موسم الأعاصير وأن يكون مستعدا للعمل عندما تصدر الساعات أو الإنذارات.

وتصدر ساعة الأعاصير عندما تكون الظروف ممكنة في غضون 48 ساعة، بينما يشير الإنذار إلى أن الظروف متوقعة في غضون 36 ساعة، وتعطي هذه العتبات للمقيمين الوقت اللازم لتنفيذ خططهم، سواء كان ذلك ينطوي على الصعود إلى النوافذ، أو الانتقال إلى غرفة آمنة، أو الإجلاء، والسبب الرئيسي للوفيات الناجمة عن الأعاصير في الولايات المتحدة، وينبغي دائما أخذ أوامر الإجلاء الصادرة عن الموظفين المحليين على محمل الجد.

وبالنسبة لمن يعيشون في المناطق الداخلية، فإن سقوط الأمطار الغزيرة والفيضانات الداخلية لا تزال تشكل تهديدات كبيرة، فالسكان كثيرا ما يبطئون أو يهطلون بعد سقوطهم، ويلقيون أقدام من المطر على المناطق البعيدة عن الساحل، ويكتسي فهم أن الخطر لا ينتهي على الشاطئ أهمية حاسمة في البقاء في أمان طوال فترة وقوع العاصفة.

وللحصول على أحدث المعلومات عن العواصف الناشطة والتوقعات الموسمية، يرجى زيارة الموقع الشبكي [(FLT:0] National Hurricane Center website] والتشاور مع المكاتب الجوية المحلية، كما أن معرفة نمط التنمية للأعاصير، من الاضطرابات الاستوائية إلى العواصف الكبرى، تمكن الأفراد والمجتمعات المحلية من اتخاذ قرارات مستنيرة تقلل من المخاطر وتنقذ الأرواح.