علم الأعاصير: فهم تطور العواصف وشدتها

الأعاصير، المعروفة أيضًا باسم التايفون (في شمال غرب المحيط الهادئ) والسايكلون (في جنوب المحيط الهادئ والمحيط الهندي)، هي من بين أقوى الظواهر الجوية وأكثرها تدميراً على وجه الأرض. يعد فهم تكوينها واشتدادها وسلوكها أمرًا بالغ الأهمية للتنبؤ الفعال والتأهب للكوارث وتخفيف آثار هذه العواصف المدمرة. يستكشف هذا الدليل الشامل العلم وراء الأعاصير، ويقدم منظورًا عالميًا حول تطورها وشدتها.

ما هو الإعصار؟

الإعصار هو نوع من الأعاصير المدارية، يتميز بمركز ضغط منخفض (العين) والعديد من العواصف الرعدية التي تنتج رياحًا قوية وأمطارًا غزيرة. تتشكل الأعاصير المدارية فوق مياه المحيط الدافئة بالقرب من خط الاستواء. لكي يُصنف كإعصار (في المحيط الأطلسي وشمال شرق المحيط الهادئ)، يجب أن تصل سرعة الرياح المستدامة القصوى فيه إلى 74 ميلاً في الساعة (119 كيلومترًا في الساعة) على الأقل.

اصطلاحات التسمية

تُطلق الأسماء على الأعاصير المدارية للمساعدة في التعرف عليها والتواصل بشأنها. تحتفظ المنظمة العالمية للأرصاد الجوية (WMO) بقوائم أسماء لكل حوض أعاصير مدارية. تُختار هذه الأسماء عادةً أبجديًا وتتناوب بين أسماء الذكور والإناث. عندما تكون عاصفة ما مميتة أو مكلفة بشكل خاص، غالبًا ما يُسحب اسمها ويُستبدل لتجنب التسبب في محنة.

تكوّن الإعصار: وصفة لكارثة

هناك عدة مكونات رئيسية ضرورية لتكوّن الإعصار:

مياه المحيط الدافئة: تحتاج الأعاصير إلى مياه محيط دافئة (عادةً 26.5 درجة مئوية أو 80 فهرنهايت على الأقل) لتوفير الحرارة والرطوبة اللازمتين. يتبخر هذا الماء الدافئ ويرتفع إلى الغلاف الجوي، مما يغذي العاصفة.
عدم استقرار الغلاف الجوي: يجب أن يكون الغلاف الجوي غير مستقر، مما يعني أن الهواء الدافئ والرطب بالقرب من السطح قادر على الارتفاع بسرعة. هذا الهواء المرتفع يبرد ويتكثف، مطلقًا حرارة كامنة، مما يزيد من تغذية العاصفة.
الهواء الرطب في طبقتي التروبوسفير السفلى والوسطى: يمكن للهواء الجاف أن يمنع تطور الإعصار. تسمح البيئة الرطبة باستمرار التكثف وتكوّن السحب.
قص رياح عمودي منخفض: قص الرياح هو التغير في سرعة الرياح أو اتجاهها مع الارتفاع. يمكن لقص الرياح العالي أن يعطل العاصفة النامية، ويمزقها. أما قص الرياح المنخفض فيسمح للعاصفة بالتنظيم والتقوية.
تأثير كوريوليس: تأثير كوريوليس، الناتج عن دوران الأرض، يحرف الهواء المتحرك إلى اليمين في نصف الكرة الشمالي وإلى اليسار في نصف الكرة الجنوبي. هذا الانحراف يسبب دوران العاصفة. يكون تأثير كوريوليس ضعيفًا بالقرب من خط الاستواء، لذا نادرًا ما تتشكل الأعاصير في نطاق 5 درجات من خط الاستواء.
اضطراب موجود مسبقًا: غالبًا ما يكون هناك حاجة إلى اضطراب جوي موجود مسبقًا، مثل موجة استوائية أو مجموعة من العواصف الرعدية، لبدء تكوين الإعصار.

مراحل التطور

يمر الإعصار المداري بعدة مراحل من التطور:

اضطراب استوائي: مجموعة من العواصف الرعدية ذات دوران ضعيف.
منخفض استوائي: اضطراب استوائي ذو دوران مغلق ورياح مستدامة قصوى تبلغ 38 ميل/ساعة (61 كم/ساعة) أو أقل.
عاصفة استوائية: منخفض استوائي ذو رياح مستدامة قصوى تتراوح بين 39-73 ميل/ساعة (63-117 كم/ساعة). في هذه المرحلة، يتم إعطاء اسم للعاصفة.
إعصار (أو تايفون/سايكلون): عاصفة استوائية ذات رياح مستدامة قصوى تبلغ 74 ميل/ساعة (119 كم/ساعة) أو أعلى.

اشتداد الإعصار: من عاصفة استوائية إلى قوة كارثية

بمجرد وصول الإعصار المداري إلى مرحلة العاصفة الاستوائية، يمكن لعدة عوامل أن تؤثر على اشتداده ليصبح إعصارًا:

درجة حرارة سطح البحر (SST): توفر درجات حرارة سطح البحر المرتفعة مزيدًا من الطاقة للعاصفة، مما يؤدي إلى زيادة التبخر والحمل الحراري.
محتوى حرارة المحيط (OHC): محتوى حرارة المحيط هو مقياس للحرارة المخزنة في الطبقات العليا من المحيط. يمكن للأعاصير أن تستمد الطاقة من محتوى حرارة المحيط، حتى لو كانت درجة حرارة سطح البحر أقل قليلاً.
قص رياح عمودي منخفض: كما ذكرنا سابقًا، يعد قص الرياح المنخفض أمرًا حاسمًا للسماح للعاصفة بالتنظيم والتقوية.
تدفق خارجي في الأعلى: يساعد تدفق الهواء القوي في الجزء العلوي من العاصفة على تهوية النظام وإزالة الهواء الدافئ والرطب، مما يسمح بمزيد من الاشتداد.
دورة استبدال العين (ERC): تخضع بعض الأعاصير الشديدة لدورات استبدال العين، حيث يتشكل جدار عين جديد خارج جدار العين الأصلي. ثم يتبدد جدار العين الأصلي، ويتقلص جدار العين الجديد، مما يؤدي إلى ضعف مؤقت للعاصفة يليه إعادة اشتداد.

مقياس سافير-سيمبسون لرياح الأعاصير

مقياس سافير-سيمبسون لرياح الأعاصير هو تصنيف من 1 إلى 5 يعتمد على سرعة الرياح المستدامة للإعصار. يقدر هذا المقياس الأضرار المحتملة للممتلكات. تعتبر الأعاصير التي تصل إلى الفئة 3 أو أعلى أعاصير كبرى.

الفئة 1: 74-95 ميل/ساعة (119-153 كم/ساعة) - أضرار طفيفة
الفئة 2: 96-110 ميل/ساعة (154-177 كم/ساعة) - أضرار متوسطة
الفئة 3: 111-129 ميل/ساعة (178-208 كم/ساعة) - أضرار واسعة النطاق
الفئة 4: 130-156 ميل/ساعة (209-251 كم/ساعة) - أضرار بالغة
الفئة 5: 157 ميل/ساعة (252 كم/ساعة) أو أعلى - أضرار كارثية

من المهم ملاحظة أن مقياس سافير-سيمبسون يأخذ في الاعتبار سرعة الرياح فقط. يمكن لعوامل أخرى، مثل عرام العاصفة، وهطول الأمطار، وحجم الإعصار، أن تساهم أيضًا في الضرر الإجمالي الناجم عن الإعصار.

بنية الإعصار: نظرة داخل الوحش

للأعاصير بنية مميزة:

العين: العين هي المركز الهادئ والصافي للإعصار. وهي منطقة ذات ضغط منخفض نسبيًا ورياح خفيفة. يتراوح قطر العين عادةً بين 20 إلى 65 كيلومترًا (12 إلى 40 ميلاً).
جدار العين: جدار العين هو حلقة من العواصف الرعدية الشديدة التي تحيط بالعين. وهو منطقة الإعصار التي بها أقوى الرياح وأغزر الأمطار.
نطاقات المطر: نطاقات المطر هي نطاقات حلزونية من العواصف الرعدية تمتد إلى الخارج من جدار العين. يمكن أن تنتج هذه النطاقات أمطارًا غزيرة ورياحًا عاصفة.

التنبؤ بالأعاصير: توقع المسار والشدة في المستقبل

يعد التنبؤ بمسار وشدة الإعصار عملية معقدة تعتمد على مجموعة متنوعة من الأدوات والتقنيات:

الأقمار الصناعية للطقس: توفر الأقمار الصناعية معلومات قيمة حول موقع وحجم وشدة الأعاصير.
طائرات الاستطلاع: تطير طائرات مجهزة خصيصًا، غالبًا ما يطلق عليها "صيادو الأعاصير"، إلى داخل الأعاصير لجمع بيانات عن سرعة الرياح والضغط ودرجة الحرارة والرطوبة.
عوامات وسفن الطقس: توفر العوامات والسفن بيانات عن درجة حرارة سطح البحر وسرعة الرياح وارتفاع الأمواج.
نماذج الطقس: تُستخدم النماذج الحاسوبية لمحاكاة سلوك الغلاف الجوي وتوقع المسار والشدة المستقبلية للأعاصير. تستخدم هذه النماذج معادلات رياضية معقدة وتتطلب قوة حاسوبية كبيرة.

تحديات التنبؤ

على الرغم من التقدم في تكنولوجيا التنبؤ، لا يزال توقع مسار وشدة الإعصار يمثل تحديًا. عوامل مثل:

التفاعلات المعقدة: الأعاصير هي أنظمة معقدة تتفاعل مع الغلاف الجوي والمحيط المحيطين بطرق معقدة.
محدودية البيانات: البيانات من داخل الإعصار محدودة، مما يجعل من الصعب تمثيل الظروف الأولية للعاصفة بدقة في نماذج الطقس.
محدودية النماذج: نماذج الطقس ليست مثالية ويمكن أن تحتوي على أخطاء في محاكاتها.

بسبب هذه التحديات، تخضع توقعات الأعاصير دائمًا لعدم اليقين. يقدم المتنبئون مجموعة من المسارات والشدات المحتملة لتعكس عدم اليقين هذا.

تأثير تغير المناخ على الأعاصير

من المتوقع أن يكون لتغير المناخ تأثير كبير على الأعاصير. في حين أن العدد الإجمالي للأعاصير قد لا يزداد، فمن المتوقع أن تزداد شدة أقوى الأعاصير. قد يتسبب تغير المناخ أيضًا في تحرك الأعاصير ببطء أكبر وإنتاج المزيد من الأمطار.

التأثيرات المحتملة

زيادة الشدة: توفر مياه المحيطات الأكثر دفئًا مزيدًا من الطاقة للأعاصير، مما يؤدي إلى زيادة شدتها.
ارتفاع مستوى سطح البحر: يؤدي ارتفاع مستوى سطح البحر إلى تفاقم عرام العاصفة، مما يزيد من خطر الفيضانات الساحلية.
حركة أبطأ: تشير بعض الدراسات إلى أن الأعاصير تتحرك ببطء أكبر، مما يؤدي إلى زيادة هطول الأمطار والفيضانات.
تغيرات في مسارات الأعاصير: قد يغير تغير المناخ مسارات الأعاصير، مما قد يعرض مناطق جديدة لخطر الأعاصير.

يبحث المجتمع العلمي بنشاط في الصلة بين تغير المناخ والأعاصير لفهم هذه التأثيرات المحتملة بشكل أفضل.

أمثلة على الأعاصير المدمرة حول العالم

لقد تسببت الأعاصير في دمار هائل في جميع أنحاء العالم. إليك بعض الأمثلة:

إعصار كاترينا (2005، الولايات المتحدة): أحد أكثر الأعاصير تكلفة في تاريخ الولايات المتحدة، تسبب في أضرار واسعة النطاق لنيو أورلينز وساحل الخليج.
تايفون هايان (2013، الفلبين): تايفون فائق دمر الفلبين، مما تسبب في دمار واسع النطاق وخسائر في الأرواح.
إعصار ماريا (2017، بورتوريكو): إعصار كارثي تسبب في أضرار واسعة النطاق في بورتوريكو، مما أدى إلى شل البنية التحتية للجزيرة.
سايكلون إيداي (2019، موزمبيق، زيمبابوي، مالاوي): سايكلون مدمر تسبب في فيضانات واسعة النطاق ونزوح في موزمبيق وزيمبابوي ومالاوي.
سايكلون نرجس (2008، ميانمار): تسبب في دمار كارثي وعدد كبير من الوفيات في ميانمار.

هذه مجرد أمثلة قليلة على التأثير المدمر الذي يمكن أن تحدثه الأعاصير. يعد فهم علم الأعاصير أمرًا حاسمًا لحماية المجتمعات وتخفيف المخاطر المرتبطة بهذه العواصف القوية.

التأهب للكوارث: حماية نفسك ومجتمعك

إن الاستعداد للإعصار ضروري لحماية نفسك وعائلتك ومجتمعك. إليك بعض الخطوات التي يمكنك اتخاذها:

اعرف مخاطرك: اكتشف ما إذا كنت تعيش في منطقة معرضة للأعاصير.
ضع خطة: أنشئ خطة للتأهب للأعاصير تتضمن طرق الإخلاء، والإمدادات الطارئة، واستراتيجيات التواصل.
اجمع الإمدادات: جهز مجموعة أدوات للتأهب للأعاصير تشمل الطعام والماء والأدوية ومجموعة إسعافات أولية ومصباحًا يدويًا.
ابق على اطلاع: راقب توقعات الطقس والتحذيرات من المصادر الرسمية، مثل المركز الوطني للأعاصير (NHC) ووكالات إدارة الطوارئ المحلية.
اتبع أوامر الإخلاء: إذا صدر أمر بالإخلاء، فقم بالإخلاء فورًا.

باتخاذ هذه الخطوات، يمكنك زيادة فرصك في البقاء آمنًا أثناء الإعصار بشكل كبير.

الخاتمة: فهم واحترام قوة الأعاصير

الأعاصير هي أنظمة جوية قوية ومعقدة يمكن أن تكون لها تأثيرات مدمرة. من خلال فهم العلم وراء تكوين الأعاصير واشتدادها وسلوكها، يمكننا تحسين قدرتنا على التنبؤ بهذه العواصف، والاستعداد لتأثيراتها، وحماية مجتمعاتنا. مع استمرار تغير المناخ في التأثير على أنماط الطقس، أصبح من المهم أكثر من أي وقت مضى الاستثمار في أبحاث الأعاصير والتأهب للكوارث للتخفيف من المخاطر المرتبطة بهذه القوى الطبيعية الهائلة. من المياه الدافئة للمحيط الأطلسي إلى الامتداد الشاسع للمحيط الهادئ، يجب على المجتمع العالمي التعاون لفهم واحترام قوة الأعاصير.