التحضر وأثره على شدة العواصف الرعدية في المدن الكبرى

مقدمة

وقد أدى التحضر إلى إعادة تشكيل المناظر الطبيعية في جميع أنحاء العالم، حيث لا يمكن أن يكون أكثر حدة من المناطق الحضرية الكبرى في العالم التي يتجاوز عدد سكانها عشرة ملايين نسمة، وهذا النمو السريع غير المخطط له في كثير من الأحيان يزيد من تغير أنماط السواحل وحركة المرور؛ ويحد من المناخ المحلي ونظم الطقس، ومن بين التغييرات التي تنجم عن ذلك تكثيف المناقصات الحضرية.

The Urban Heat Island Effect as a Storm Intensifier

إن أثر جزيرة الحرارة الحضرية ظاهرة موثقة جيداً حيث تكون المدن أكثر دفئاً بكثير من المناطق الريفية المحيطة بها، وينشأ هذا الفرق في درجة الحرارة عن استبدال السطح الطبيعي والنباتي الذي يحتوي على مواد مظلمة وغير صالحة للشرب مثل الخرسانة والخرسانة والسقف الذي يستوعب الإشعاع الشمسي ويحتفظ به، وتنشأ عنه المحركات البشرية والعمليات الصناعية وتكيف الهواء بحرارة إضافية.

ويؤثر هذا التكتل الدافئ مباشرة على تكوين العواصف الرعدية، ويصبح الهواء المائي بالقرب من السطح أقل كثافة وارتفاعاً، مما يخلق منطقة محلية من الضغط المنخفض تستمد من المناطق المحيطة بالطقوس الرطبة، كما أن زيادة الحرارة تزيد من الطاقة المحتملة المتاحة - وهو مقياس رئيسي من عدم الاستقرار في الغلاف الجوي، ويوفر المركز طاقة أكبر من أجل زيادة المكشوفات الحضرية.

ويتجلى تأثير مبادرة " UHI " بشكل خاص في المدن الضخمة التي لها آثار بناء كثيفة وحيز خضراء محدود، فعلى سبيل المثال، يمكن أن تكون درجات الحرارة السطحية في الصيف في وسط طوكيو أعلى من 5-8 درجة مئوية في المناطق الحرجية المجاورة، وهذه الطاقة الحرارية الإضافية متاحة مباشرة لتأجيج مسيرات أقوى، مما يؤدي إلى عواصف ذات معدلات أعلى من الأمطار، وهبوط أضخم، وبرق أكثر كثافة.

Urban Modifications to Local Climate Patterns

الهمادية المُعدة والاستمرارية

فالتحضر يغير دورة المياه المحلية، إذ أن الأسطح المنتشرة تقلل من التسلل وتبخر رطب التربة، ولكن الري الذي يُستخدم في إطار الأنشطة البشرية، وأبراج التبريد، وهدم المركبات، مما يؤدي إلى زيادة كميات كبيرة من المكشوفات المائية في الهواء، كما أن تأثيرات الجزر الحرارية تزيد من قدرة الهواء على تحمل الرطوبة، مما يؤدي إلى ارتفاع الرطوبة المطلقة في المدن.

التغيرات في أنماط الشتاء وتدفق الغلاف الجوي

وقد يؤدي التدفق الحاد للمباني والجسور وغيرها من الهياكل التي تسببها المدن إلى زيادة السحب الهوائي والاضطرابات الميكانيكية، وقد يؤدي هذا الاحتكاك إلى تباطؤ الرياح القريبة من السطح، ولكنه يؤدي أيضا إلى مناطق تقارب واختلاف، وعندما تهب الرياح الإقليمية عبر المدينة، فإن المنطقة الحضرية تشكل عقبة، وتولد التقارب بين المناطق الحضرية على طول الحافة المرتفعة.

الآليات التي خلفها العاصفة الرعدية الحضرية المكثفة

الأيروسولز وميكروسات كلود

وتتكون الجيغا من مصادر هائلة للجسيمات التي تصيبها الهباء من عظام المركبات والانبعاثات الصناعية والغبار، وهذه الجسيمات تعمل كنواة للتثبيت السحابي ونواة الجليد، وفي بيئة حضرية ملوثة، تؤدي زيادة تركيزات النفثالينات إلى انخفاضات أكبر، مما يؤدي إلى إبطاء عملية التكديس - الملاحية، مما يؤدي إلى تأخير في إطلاق الأمطار.

التداولات في بريز الحضرية

كما أن طيور البحر تشكل على طول السواحل، يمكن للمدن الكبيرة أن تتطور تداولها الحراري، وتنشئ الجزيرة الحرارية منطقة محلية ذات ضغط منخفض ترسم في جو أكثر برودة من المناطق الريفية المحيطة، ويمكن أن ينتج التدفق المختلط الناجم عن ذلك واجهة حضرية حادة تعمل كمركز تنسيق لاستقبال الرعد، وقد تم توثيق هذه الظاهرة في مدن مثل أتلانتا ومدينة مكسيكو، حيث تكشف الصور الرادارية

Specific Impacts on Thunderstorm Severity: Evidence from Megacities

زيادة كثافة الأمطار والفيضانات

ومن أكثر الآثار التي يُنظر إليها في التحضر على العواصف الرعدية تعزيز هطول الأمطار، ويظهر تحليل سجلات التهطال الطويلة الأجل من الميغاطنات في جميع أنحاء العالم أن المناطق الحضرية تتلقى عادة ما تكون أكثر من 5 إلى 15 في المائة من الأمطار في الأشهر الصيفية المحيطة، والأهم من ذلك أن كثافة حوادث سقوط الأمطار الشديدة تتضخم، وفي حي هيوستن، تكساس، أسفرت دراسة عن ارتفاع في حجم الأمطار في المناطق الريفية عن زيادة عدد الأمطار

أقوى فوز

وتولد مساحات الأراضي الحضرية اضطرابا إضافيا، وعندما تقترن بسحب الرعد، يمكن أن تكون اللبانات الريحية الناتجة أقوى بكثير، كما أن التدفئة من السطح الحضري لا يمكن أن تعمق طبقة الحدود، مما يتيح عجلات السحب لتسريع مسافة أطول قبل أن تضرب الأرض، وفي إطار النواة الكثيفة من المجاميع، يمكن للمباني أن توجه وتسرع الرياح، مما يرجح أن يحدث في المناطق الحضرية ذات السرعة القصوى.

ارتفاع معدل التردد

ويزداد نشاط البرق، وهو بديل عن عظمة الرعد، باستمرار على المناطق الحضرية، ويزيد أثر التطهير الجوي من التصفيف داخل الغيوم، مما يؤدي إلى حدوث ضربات أكثر تواترا في البرق وهشاشة إلى الأرض، ويظهر تحليل البيانات المستمدة من الشبكة الوطنية لكشف البرق في الولايات المتحدة أن الازدحام في المدن الكبيرة، مثل أطلانطا،

دراسات الحالات: التوسع الحضري ودرجة الرعد في المدن الكبرى العالمية

طوكيو، اليابان

إن طوكيو هي أحد أكبر المدن الكبرى في العالم، ومثال على ذلك في مجال تعزيز العواصف الرعدية الحضرية، حيث تؤدي جزيرة التسخين الشديدة الكثافة في المدينة إلى تواتر العواصف الرعدية في الصيف، ولا سيما على طول ممر كوازاكي - يوكوهاما حيث تتداخل الجبهات البحرية والبريزية مع سباك الرخام في المدن الحضرية، وقد أظهرت الدراسات التي أجرتها الوكالة اليابانية للأرصاد الجوية وجود تضا في المائة.

مومباي، الهند

وتعاني المومباي، وهي ميغاسي ساحلي يزيد عدد سكانه عن 20 مليون نسمة، من أكثر العواصف الرهبانية كثافة في شبه القارة الهندية، وقد حل التوسع الحضري السريع محل غابات المانغروف والأراضي الرطبة التي أحدثت انهيارا ملموسا، مما أدى إلى انهيار أثر الأشعة فوق البنفسجية، وقد لاحظت الدراسات الساتلية أن كثافة حوادث التقارب المتزامنة في الأمطار على مومباي قد زادت بنسبة تتراوح بين 12 و 15 في المائة

هيوستن، تكساس (الولايات المتحدة الأمريكية)

وهيوستن هو أحد المدن القليلة التي أتاحت فيها شبكة رادار طويلة الأجل وقياس الأمطار تحليلا مفصلا لتأثير التحضر على العواصف، وتقود الدراسات التي تمولها الوكالة الوطنية للطاقة الذرية، والتي تُعد في مدينة هارفي، والتي تُعد في شكل مجرى مائي معزز، كما أن هذه الدراسات التي تُظهر في مدينة هارفي، والتي تُنتج فيها كميات كبيرة من الأمطار، تُعرض على مساحة مسطح المدن (أثيرات) معززة.

استراتيجيات التكيف والتخفيف

تحسين إدارة مياه العاصفة

ومع أن التوسع الحضري يكثف العواصف الرعدية، يجب على المدن أن ترتقي ببنيتها الأساسية للدفاع عن الفيضانات، وأن تُحسن الحلول المتعلقة بالهياكل الأساسية الخضراء - مثل الحدائق المطرية، والأصفاد القابلة للشرب، والأسطح الخضراء - التي يمكن أن تساعد على استيعاب التجاوزات في تصريف مياه الأمطار وتقليص العبء على مياه الأمطار، كما أن المدن الكبرى مثل سنغافورة وملبورن قد نفذت تصميما حضريا متكاملا يراعي المياه ويقلل من مخاطر الفيضانات ويخفف من تأثيرات الصيد غير المأم.

المواد الخضراء والمبردة في المناطق الحضرية

وقد تؤدي زيادة الغطاء النباتي الحضري واستخدام مواد " كول " تعكس السقف والرصفات إلى عكس أثر الأشعة فوق البنفسجية مباشرة، مما يقلل درجات الحرارة السطحية ويحد من عدم الاستقرار المقنع، وقد أشارت دراسة محاكاة لمدينة نيويورك إلى أن زيادة التغطية بالشجر بنسبة 10 في المائة يمكن أن تقلل من درجات الحرارة في فترات ما بعد الظهر بنسبة تصل إلى درجة حرارة مئوية، مما يقلل من درجة حرارة التحلل من درجة حرارة سطح الأرض وبالتالي يمكن أن تؤدي إلى الحد من مخاطر حدوث العواصفات الشديدة.

نظم الإنذار المبكر المعززة

وينبغي أن تستثمر المدن المتوسطة في شبكات رصد الطقس ذات الاستبانة العالية، بما في ذلك رادارات الترددات العاشرة، ومصفوفات الكشف عن البرق، ومحطات الطقس الآلية الكثيفة، ويمكن لهذه النظم أن تكتشف توقيعات العواصف الحضرية المعززة، مثل الزيادات السريعة في معدلات التأمل بالرادار أو البرق، وتوفر إنذارات سابقة، فعلى سبيل المثال، تقوم شبكة الإنذار الجوي اليابانية بثلاثين ساعة من التنبيه.

مدونات تخطيط استخدام الأراضي والبناء

وينبغي أن ينظر التخطيط الطويل الأجل في تأثير الشكل الحضري على الطقس المحلي، فتجنباً لإنشاء " أرخبيلات حرارية " - مناطق متاخمة من المناطق الكثيفة المرتفعة الحد من الكوارث، من خلال التداخل بين الأماكن الخضراء، وهيئات المياه، يمكن أن يساعد على كسر مجرى الهواء الطلق، وقد يلزم تحديث رموز البناء في المناطق المعرضة للفيضانات بحيث تتطلب هياكل مرتفعة ومواد مقاومة للفيضانات.

خاتمة

فالتحضر في المدن الكبرى له تأثير مباشر ويمكن قياسه على شدة العواصف الرعدية، ومن خلال التأثيرات التي تحدثها الجزر الحرارية الحضرية، والتغيرات في أنماط الرطوبة والرياح، وحقن الهباء الجوي في الغلاف الجوي، توفر المدن طاقة وتنظيماً إضافياً للنظم المتجانسة، ونتيجة لذلك، تنمو العواصف التي تنتج المزيد من الأمطار، وتزيد من سرعة الرياح، وتزيد من سرعة الارتداد، وتضع جميع هذه الهياكل الأساسية في التكيف مع المدن.

For additional reading on this topic, see the report from the ] Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)] on urban climate effects, and a detailed review article in Journal of Applied Meteorology and Climatology that quantifction urban impacts on.