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 الدافدة 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 وفترات الهراكين

وتتطلب هذه الاضطرابات مزيجاً دقيقاً من الظروف الجوية والمحيطية لتكوينها وتطويرها، ومن أهمها درجة حرارة سطح البحر: يجب أن يكون المحيط على الأقل 26.5 درجة مئوية (نحو 80 درجة ف) إلى عمق يبلغ 50 متراً، وأن يكون مكوّناً للحرارة والرطوبة، وأن يكون الغلاف الجوي فوقه ضعيفاً بدرجة كافية وغير مستقر لدعم الارتداد القوي الذي تقوى به العاصفة.

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 اضطراب مداري إلى كساد استوائي، ثم تتحول إلى عاصفة استوائية، ثم تتحول في نهاية المطاف إلى إعصار.

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

تبادل الطاقة بين المحيط والغلاف الجوي

ويستخرج الراكون كميات كبيرة من الطاقة الحرارية من سطح المحيط، التي تحول بعد ذلك إلى طاقة حركية وحرارة متأخّرة تُطلق في الغلاف الجوي، حيث يرتفع الهواء الدافئ داخل العاصفة، ويتحول بخار الماء إلى غيوم وتهطال، ويطلق حرارة متأخّرة تدفّق الهواء المحيط في الغلاف الجوي العلوي، ويمكن أن يغيّر هذا الإصدار 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 التي تعادل قنبلة نووية من 10 ميغاتون 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 تشعل طبقة المحيط العلوية، وتحفز عملية تسمى التأقلم، مما يؤدي إلى التبريد، وتعميق المياه إلى السطح، ويقلل من درجات حرارة سطح البحر على طول مسار العاصفة، ويمكن أن يستمر هذا التأثير التبريدي لأسابيع أو أشهر، مما يغير مؤقتا المحتوى المحلي من المناخ والمحيطات، ويجسد التفاعل بين استخراج الحرارة وخلط المحيطات الدور الدينامي للأعاصير.

Disruption of Climate Parameters

وتتسبب الراكون في حدوث تغيرات شديدة قصيرة الأجل في متغيرات المناخ مثل درجة الحرارة، والتهطال، والأنماط الريحية، ويمكن لهذه التمزقات أن تبث عبر النظم الجوية والمحيطية، مما يؤدي إلى آثار متتالية تتجاوز حدود العاصفة مباشرة.

التهدئة السطحية البحرية وآثار التأقلم

ومع مرور إعصار عبر المحيط، فإن رياحه القوية تخلط بين طبقات المحيط العليا، وتغذية المياه الغنية 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 الساتلية عن حدوث تأخير بارد في توسيع المئات من الكيلومترات المدارية وطولها أكثر من شهر.

ويؤثر هذا التأثير على المحتوى الحراري 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 الحرارية

إن الراكين 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 المجارير ونظم المياه الجوفية، كما أن هطول الأمطار الغزيرة يؤثر أيضا على الهيدرولوجيا المحلية والإقليمية، مما يؤثر على الزراعة والنظم الإيكولوجية والموارد المائية.

إن الحرارة الكامنة التي تُطلق أثناء التكثيف تدفئ الهواء المحيط، وتولد مسيرات قوية، وتتغير الحركة الرأسية في الغلاف الجوي، ويمكن أن تعدل أنماط الرياح العليا وتعزز تطوير أو توجيه نظم الطقس الأخرى، مثل الأعاصير أو التدفقات الموسمية المتوسطة، وبالتالي يمكن للأعاصير أن تؤثر على التداول الجوي بعيدا 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 تُنتج عن الاحترار الدوري )النينيو( وتبريد )لا نينيا( من منطقة المحيط الهادئ الوسطى والشرقية - تؤثر تأثيراً شديداً على نشاط الأعاصير، وخلال سنوات النينيو، تتجه زيادة قذيفة الرياح العمودية وتغير أنماط التداول الجوي إلى قمع تكوين الأعاصير الأطلسية وتحويل مسارات العواصف غرباً، مما يقلل من حدة تداعيات في الولايات المتحدة.

ومن المثير للاهتمام أن الأعاصير نفسها يمكن أن تؤثر على ديناميات المنظمة، إذ يمكن لنشاط الإعصار الحاذر في المحيط المداري أن يستخرج حرارة من سطح المحيط، مما يسهم في تبريد المحيطات التي قد تؤثر على توقيت وقوام التحولات التي تمر بها المنظمة، وفي حين أن هذه التغذية المرتدة معقدة ومجال للبحث الجاري، فإنه يسلط الضوء على العلاقة الثنائية الاتجاه بين الأعاصير وظواهر المناخ الواسعة النطاق.

آثار على دورة الغلاف الجوي وخط التكتل

إن الإصدار الهائل للحرارة الكامنة في الأعاصير في الغلاف الجوي العلوي يمكن أن يولد موجات من روسبي - تقلبات واسعة النطاق في تدفق الغلاف 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 تعود إلى 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 التأثير المباشر فيه، 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 العمليات كمضخات حرارية عمودية، تنقل المياه السطحية الدافئ إلى طبقات المحيطات العميقة عن طريق الخلط والارتقاء، وتزيد 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 قابلة للقياس 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 إزالة آثار العواصف وعزل الكربون؛ وتزيد من تعرضها لتدهورها لتصلب 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 كربونية 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 الزهرات 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 يحمل الغلاف الجوي المزيد من البخار المرطوب - حوالي 7 في المائة من الماء لكل درجة مئوية من 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 مزيدا 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 يشكل مخاطر متصاعدة على 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 عواصف الأعاصير، وهذا يعني أن تدفق موجات العواصف إلى الداخل يصل الآن إلى مزيد من الأراضي ويعمق عما كان عليه في منتصف القرن العشرين، فعلى سبيل المثال، فإن ارتفاع عواصف التسبب في غرق طوله 10 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

ويبرز الاعتراف بالأعاصير باعتبارها من المنتجات والأسباب التي تؤدي إلى تغير المناخ 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 المجتمعي 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، بينما ينبغي أن يتفادى التخطيط الحضري المناطق الشديدة الخطورة، وينبغي أن تتضمن خطط الإجلاء توقعات مناخية مستكملة، بما في ذلك الارتفاع المتوقع في مستوى سطح البحر وزيادة كثافة العواصف، كما أن برامج التعليم العام التي تدمج علم الأعاصير في مبادرات أوسع نطاقا 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، وإرشاد عملية وضع السياسات القائمة على الأدلة.

خاتمة

والكوارث 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 هذه العواصف، تصبح حلقات التغذية المرتدة الناتجة عن ذلك 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.

لمزيد من المعلومات المفصلة، يرجى الرجوع إلى شعبة البحوث في الأعصار التابعة للرابطة، واستكشاف تحليل الوكالة الوطنية لرواسب الأمطار في الأعاصير ، واستعراض تقرير التقييم السادس للجنة عن الأعاصير المدارية .]