إن ظاهرة الرياح الفوهين هي أحد أكثر الأحداث التي تنجم عنها آثار الأرصاد الجوية إثارة في المناطق الجبلية في جميع أنحاء العالم، وهذه الرياح الدافئة والجافة التي تنحدر من منحدرات الجبال، يمكن أن تغير بسرعة الطقس المحلي، وتبعث درجات الحرارة إلى ارتفاع عشرات درجات في غضون ساعات، بينما تجرد من هواء الرطوبة، كما أن فهم ميكانيكيات الرياح الفوهين لا يميز أيضا عن التنبؤ بأحوال الطقس.

ميكانيكيون الغلاف الجوي خلف فوهين ويندز

وفي قلب تشكيل الرياح في فون يكمن مبدأ أساسي في الديناميكا الحرارية: فمع ارتفاع الهواء، يتسع نطاقه ويبرد، ومع انه ينزل، فإنه مضغط ودفئ، ومع ذلك، فإن القصة الكاملة تنطوي على التفاعل بين الرطوبة، والتكثيف، والتفريغ المتأخر للحرارة، وتظهر العملية في عدة مراحل متمايزة على حاجز جبلي، يتجمع بين التأثيرات في الغلاف الجوي العلوي.

Adiabatic Ascent and Moisture Loss

وعندما يصطدم كتلة هوائية رطبة بمدى جبلي، يضطر إلى الارتفاع بسبب التضاريس التي تحجب مسارها، وعندما يرتفع الهواء، فإنه يدخل مناطق ذات ضغط جوي أقل مما يؤدي إلى التوسع والتبريد، وفي البداية يحدث هذا التبريد عند معدل الانهيار الجاف في الدهائي - أي حوالي ١ درجة مئوية لكل ١٠٠ متر في الوسط - لأن الهواء غير مشبع.

إن عملية التكثيف حاسمة لأنها تُطلق طاقة حرارية متخلفة، مما يعوض بعض التبريد، وهذا يعني أن الهواء يبرد ببطء أكبر خلال فترة الرئة عندما يبدأ التكثيف، بعد معدل الانهيار الطفيفي الذي يبلغ نحو 0.6 درجة مئوية لكل 100 متر، وكثيرا ما تؤدي هذه المرحلة إلى التهطال على الجانب الأمامي من الجبل، مما يغذي النباتات الخبيثة ويؤثر على الهيدرولوجيا المحلية.

الحرق المتعمد والضغطي

وبعد عبور قمة الجبل، يبدأ الهواء الجاف الآن في الهبوط من المنحدر، فبينما يهبط الهواء، يضغط الهواء بزيادة الضغط الجوي، ويدفئ بمعدل الانهيار الحرجي الجاف الذي يبلغ حوالي ١oس لكل ١٠٠ متر، ولأن الرطوبة فقدت أثناء الرئة، فإن الحرارة الهوائية التصاعدية أسرع، وتحافظ على الرطوبة المنخفضة جدا.

وهذا الجمع بين الحرارة الراحلة التي تم إطلاقها أثناء الاحترار المضغوط وما تلاه من توترات عند النسب يشرح سبب دفء الرياح في فوهين وتطهيرها من الهواء في اتجاه الرياح عند ارتفاعات مماثلة، وقد تتسارع درجات الحرارة بشكل كبير، وأحياناً بأكثر من 20 درجة مئوية في غضون ساعات قليلة، بينما تهب الرطوبة النسبية، مما يخلق ظروفاً جوية مسببة للعظم.

عوامل المساهمة الإضافية

وإلى جانب هذه العملية الدينامية الحرارية الأساسية، يمكن أن تضخم عدة ظواهر جوية في الغلاف الجوي الرياح الفونية، ومن بين هذه العوامل تشكيل موجات من الطول الدائم - التي تخلقها التدفقات الجوية عندما تتدفق الهواء المستقر فوق نطاق جبلي، ويمكن لهذه الأمواج أن تنقل الهواء بسرعة من ارتفاعات أعلى إلى السطح، مما يؤدي إلى انفجارات مفاجئة من الرياح القوية وارتفاع درجات الحرارة.

وثمة عامل آخر هو وجود طبقات استقرار الغلاف الجوي بالقرب من محرقة الجبال، وعندما يُجبر الهواء على الحاجز في ظل ظروف مستقرة، قد يخلق " عاصفة رياحية متخلفة " . وتتميز هذه العواصف برياح متواصلة وقوية ويمكن أن تستمر لعدة أيام، مما يلحق الضرر بالهياكل الأساسية والنباتات.

Distinguishing Characteristics of Foehn Winds

إن رياح الفوهين ليست مجرد رياح دافئة؛ فهي تظهر مزيجا فريدا من المعالم التي تميزها عن الظواهر الأخرى للريح المحلية، فهم هذه الخصائص أساسي لتحديد أحداث فوهين وتحسب آثارها.

رئيس قسم التمثيل السريع

إن العلامة الرئيسية لحدث فون هي ارتفاع مفاجئ وكبير في درجة الحرارة، ففي جبال الألب الأوروبية، على سبيل المثال، يمكن لرياح فوهين أن تسبب درجات حرارة للقفز بـ 20 درجة مئوية (36 درجة ف) أو أكثر في أقل من 24 ساعة، وأحياناً في غضون ساعات قليلة فقط، ويمكن أن يتغير هذا الاحترار السريع تغيراً جذرياً في الظروف اليومية، ويذيب الثلج، ويغير السلوك البشري والإيكولوجي.

الجفاف الشديد

كما تتسم رياح الفوهون بمستويات متواضعة للغاية، حيث تنخفض في كثير من الأحيان إلى أقل من 20 في المائة، وتصل أحيانا إلى نسبة منخفضة تصل إلى 10 في المائة، وتحلل هذه الجفافة بسرعة البيئة، مما يؤدي إلى تفكك التربة، والنباتات الجافة، وزيادة معدلات التبخر، ويمكن أن يتسبب ذلك بالنسبة للبشر في جفاف الجلد والاضطرابات التنفسية، وفي الزراعة، يمكن للجفاف أن يشق بسرعة رطوبة التربة، مما يتطلب مزيدا من الري.

سفاح الجوستي وتوربلانت

وإلى جانب الدفء والجفاف، كثيرا ما تُجلب رياح فوهين قوية وثيفة يمكن أن تصل إلى سرعة تتجاوز 80 كيلومتراً/ساعة (50 متراً) وهذا التدفق الجوي المضطرب قد يسبب تقلبات ضغط سريعة، مما يشير بعض الدراسات إلى أنه قد يؤثر على علم الفسيولوجيا البشرية، ويسهم في الصداع، أو التقلب، أو تغيرات في المزاج، وتعاني الطيارات بشكل خاص من ظروف فونية بسبب شدة من التراجع في المناجم.

التوقيعات الخفية أو المميزة

وفي حين أن الجانب المتجه نحو الرياح من سلسلة الجبال غالبا ما يُبالغ في السحب والهطول، فإن الجانب الذي يُلقي عليه الجير عادة ما يُحدث سماء واضحة أو غيوم مكسورة، ومن السمات البارزة " الجدار الفاني " أو " راية فون " ، وهو تشكيل ثابت لسحابة يتناقل إلى عقيدة الجبال، وهذا يرمز إلى الحدود التي يساعد فيها عالم الازد.

الآثار على الطقس المحلي والبيئة

ولرياح الفوهون آثار عميقة على المناخات والبيئات المحلية، مما يؤثر على كل شيء من نظم الحرارة إلى ديناميات النظم الإيكولوجية والأنشطة البشرية، وتأثيراتها معقدة، تنتج في كثير من الأحيان نتائج مفيدة وخطرة.

Creation of Rain Shadows and Climate Disparities

ومن أهم الآثار الطويلة الأجل لرياح فوهين إنشاء ظلال الأمطار على جانب الجبال الممتد من الجبال، حيث يفقد الهواء الضعيف محتوى الماء على المنحدرات المهبوطة من خلال التهطال، فإن الهواء الخفيف من فون جاف، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في هطول الأمطار على الجانب الآخر، وهذه الظاهرة تخلق تناقضات صارخة في النباتات، ورطوبة التربة، والظروف المناخية.

فعلى سبيل المثال، على امتداد جبال نيوزيلندا، ترتفع الساحل الغربي بمقدار 10 أمتار من الأمطار السنوية، وتدعم الغابات المطيرة المهددة بالثدي، وعلى النقيض من ذلك، فإن الجانب الشرقي من اليوارد يقل عن 600 ميليمتر من التهطال، مما يؤدي إلى ظروف شبه قاحلة وإلى شحوم الأراضي، وتشكل ظلال الأمطار هذه الممارسات الزراعية وإدارة الموارد المائية وأنماط التنوع البيولوجي.

Rapid Snowmelt and Avalanche Risk

وفي الشتاء والربوع، يمكن لرياح الفوهين أن تعجل بصهر الثلج بشكل كبير، إذ أن الجمع بين درجات الحرارة الدافئ والرطوبة المنخفضة يشجع على التخدير المباشر للثلوج إلى بخار الماء والذوبان، ويمكن أن تترتب على هذه الخسارة السريعة في حقائب الثلج آثار إيجابية وسلبية، ومن ناحية، يمكن أن ييسر الأنشطة الزراعية المبكرة ويخفض حمولات الثلج على السقف والبنى التحتية، ومن ناحية أخرى، يمكن أن يزيد من مخاطر الفيضانات التي تتدفقات.

وعلاوة على ذلك، فإن زعزعة استقرار أكياس الثلج في ظروف فون قد يؤدي إلى ظهور صمامات تشكل مخاطر كبيرة للمجتمعات الجبلية، ومنتجات التزلج، وممرات النقل.

الأثر على الزراعة

فالرياح الصاعقة لها تأثير مزدوج على الزراعة، إذ أنها تمثل مباركة وتحدا في آن واحد، ففي وادي الألب في سويسرا والنمسا، على سبيل المثال، تُعرف رياح الفوهين بالتواطؤ باسم " آكلي الثلج " لأنها تُخلي غطاء الثلج بسرعة، مما يتيح للمزارعين إعداد حقول في وقت مبكر من الموسم المتنامي، ويمكن أن يمتد نطاق الدفء المرتبط به من النوافذ المتنامية للمحاصيل الحساسة من قبيل العن، والتفاحات، والتفاحات، مثل العن، ونوعية، والز.

وعلى العكس من ذلك، فإن الجفاف الذي تسببه الرياح الفوهين يمكن أن يستنفد بسرعة طفرة التربة، ويزيد من الضغط على المياه على المحاصيل، ويستلزم الري التكميلي، كما أن حلقات الفوهين الطويلة أو المكثفة، مثل تلك التي شهدتها منطقة شينوك في جبال الروك، يمكن أن تلحق أضرارا مادية بالمحاصيل وأن تخفض التربة بسبب الرياح القوية، وهذه الآثار تتطلب إدارة دقيقة من جانب المزارعين لتخفيف الخسائر المحتملة.

خطر الحريق البري

ومن أبرز الآثار التي تلحقها رياح الفوهين دورها في تفاقم مخاطر إطلاق النار البرية، فالرياح الساخنة والجافة والبرية تهدر بسرعة النباتات، مما يخلق أسراً للوقود قابلة للاشتعال، بل إن مصادر الإشعال الصغيرة يمكنها أن تتصاعد بسرعة إلى حرائق برية كبيرة لا يمكن التحكم فيها في ظل هذه الظروف.

إن رياح سانتا آنا في جنوب كاليفورنيا مثال معروف لهذه الظاهرة، وقد تورطت هذه الرياح التي من نوع فون في بعض من أكثر الحرائق البرية تدميرا في تاريخ المنطقة، بما في ذلك حريق سيدار لعام 2003 و 2018 وولسي النار، وبالمثل، كثيرا ما تسبق رياح بيرغ جنوب أفريقيا حرائق صيفية، وتزيد من تواتر الحرائق، وتمنع وكالات إدارة الحرائق من رصد تدابير الخطر بصورة نشطة.

الصحة والآثار الفيزيولوجية

ويفيد العديد من سكان المناطق المعرضة للفوله عن وجود عدة أعراض تتعلق بالصحة خلال حلقات، يمكن أن تشمل الصداع والمآسي والإجهاد والارتداد والصعوبة في التركيز، وفي حين أن الفهم العلمي لهذه الآثار لا يزال غير كامل، فإنه من المفترض أن التغيرات السريعة في الضغط والنشاط الكهربائي في الغلاف الجوي خلال أحداث فوهين قد تؤثر على الفيزيولوجيا البشرية.

وعلاوة على ذلك، فإن الهواء الجاف يفاقم الظروف التنفسية مثل الربو والحساسية، ويمكن للرياح القوية أن تشعل الغبار، والتلويث، والجسيمات الأخرى، وزيادة نوعية الهواء المهينة، بل إن الآثار التراكمية على الرفاه دفعت بعض شركات التأمين، ولا سيما في سويسرا، إلى ملاحظة زيادة المطالبات المتعلقة بالصداع والظروف المتصلة بالإجهاد خلال فترات فوهين.

مؤسسة فوهين العالمية

وفي حين أن مصطلح " فون " ينشأ من جبال الألب الأوروبية، فإن رياحاً مماثلة من حيث الدفء والجافة تنتشر في كل قارة، وكل منها له أسماء محلية وخصائص وثقافية، ويساعد فهم هذه المناظر العالمية على تعزيز المعرفة الشاملة بالأرصاد الجوية وتحسين إدارة المخاطر الإقليمية.

شينوك ويندز (أمريكا الشمالية)

وفي جبال روكي بالولايات المتحدة وكندا، ربما تكون رياح شينوك هي أشهر ظاهرة شبيهة بـ فوهين، وقد استمدت عبارة " تشينوك " من اللغة الأمريكية الأصلية، أي " آكل الثلج " ، مما يعكس قدرتهم على تذويب ثلج عميق بسرعة، وفي مناطق مثل شلالات الأقدام غربي دنفر أو كولورادو أو جنوب ألبرتا، يمكن أن ترفع درجات الحرارة من أقل من البرودة إلى البرد.

وتؤدي هذه الرياح دورا إيكولوجيا واقتصاديا هاما، مما يتيح الرعي في الشتاء للماشية والحد من حمولات الثلج، غير أنها تتسبب أيضا في ظروف خطرة مثل الطرق الجليدية عندما تتحول الثلوج المذوفة إلى تجمد بين عشية وضحاها.

سانتا آنا ويندز (جنوب كاليفورنيا)

رياح سانتا آنا شكل مميز من رياح الفوهين التي تؤثر على جنوب كاليفورنيا، وهي تحدث عندما تنمو نظم الضغط العالي فوق الحوض العظيم، وتدفع الهواء الطلق من خلال الممرات الجبلية نحو الساحل، ومع تدفئة الهواء هذه، فإنها تدفئ بشكل دائب، وتصبح حارة جدا وجافة للغاية.

(نيران سانتا آنا) غير مسموعة لدورها في بعض من أكثر حرائق البرية تدميراً في تاريخ كاليفورنيا، بما في ذلك حريق سيدار لعام 2003 وشعلة وولسي لعام 2018، حيث تصل سرعة الرياح في كثير من الأحيان إلى 60 إلى 100 كيلومتر/ساعة (37 إلى 62 ميلاً) ورطوبة نسبية تنخفض إلى رقم واحد، فإن هذه الرياح تخلق ظروفاً متفجرة للشعلة النار والانتشار السريع.

زوندا ويندز (الأرجنتين)

وفي المنحدرات الشرقية لجبال الأنديز في الأرجنتين، تظهر رياح الزوندا سلوكا شبيها بفوله، حيث يمكن أن تسبب الزوندا في ارتفاع حرارة أعلى من 30 درجة مئوية (86 درجة ف) خلال منتصف الشتاء، مصحوبا بعجلات من الغبار وتحد من الرؤية، وفي حين أن الدفء يمكن أن يعجل تمزق الفاكهة، فإن الرياح القوية والضرر المنخفض في إطلاق النار.

وتقوم دائرة الطقس الوطنية الأرجنتينية (]) برصد فعال للأحداث التي تقام في زوندا، مما يوفر توقعات أساسية للزراعة والسلامة العامة.

برج ويندز (جنوب أفريقيا)

وتواجه جنوب أفريقيا رياح بيرغ بالدرجة الأولى خلال الشتاء الجنوبي من نصف الكرة الأرضية، وهذه الرياح الجافة الدافئــة تنتج عن تدرجات ضغط حادة على طول الساحل، مما يتسبب في تحلل الجو وتدفئة مخفضة على المنحدرات الجبلية الداخلية، ويمكن أن ترتفع درجة الحرارة فوق 40 درجة مئوية (104 درجة مئوية) في مناطق مثل طريق غاردن والرأس الشرقي.

وكثيرا ما تعقب بداية رياح بيرغ تغييرات سريعة في الطقس، بما في ذلك وصول الجبهات الباردة " جنوب شرق بلاك " التي تجلب الهواء المبرد.

Forecasting and Monitoring Foehn Events

ويتطلب التنبؤ بظواهر الفوهين إدماج بيانات التضاريس مع الملاحظات الجوية ونماذج التنبؤ بالطقس العددي، وتشمل المؤشرات الرئيسية للتنبؤ بريح الفوهين تطوير مستوى ضغط قوي عبر نطاق جبلي، يتسم في كثير من الأحيان بارتفاع الضغط على الجانب المريح ومنطقة تربة أو منخفضة الضغط على جانب الجليل.

كما يقوم أخصائيو الأرصاد الجوية برصد محتوى الرطوبة، وموجزات درجات الحرارة، واتجاهات الرياح على ارتفاعات مختلفة عن طريق البالونات الجوية والاستشعار عن بعد، ومحطات السطح، كما تقوم نماذج عديدة بتحفيز تدفق الهواء على التضاريس المعقدة، والتنبؤ بالموجات الدائمة المحتملة، وبكثافة الرياح المتخلفة، كما أن البيانات عن أوقات العمل من المراصد الجبلية، مثل محطات طقس الألفين في أوروبا أو شبكات التوعية بالروكيز.

فالتنبؤ المتطور يسمح للسلطات بإصدار تحذيرات من مخاطر الحريق، والخطر الفالنشي، والمشورات الصحية، فعلى سبيل المثال، يعتمد ملاجئ التزلج على توقعات فوهين لإدارة مكافحة الحرائق، بينما تستعد وكالات الإطفاء لحالات تفشي الحرائق البرية المحتملة، وكثيرا ما ترافق حملات التوعية العامة التنبؤات الرامية إلى التقليل إلى أدنى حد من المخاطر المتصلة بالتغيرات الجوية السريعة والرياح القوية.