عندما ينظر خبراء الأرصاد الجوية الاستوائية إلى صور الأقمار الصناعية، فإنهم غالبا ما يرون تشكيلات سحابية خفية تشير إلى شيء أكثر خطورة.
يمكن الكشف عن العلامات الأولى للإعصار المحتمل قبل أيام من اكتساب العاصفة زخمها العنيف. السحب الرقيقة الرقيقة التي تشع نحو الخارج، وظهور السحب المنحنية ذات النطاقات المنخفضة وانخفاض الضغط الجوي، كلها أدلة.
تعتبر هذه القرائن المبكرة حاسمة للتنبؤ ببداية ما قد يتطور إلى إعصار كارثي.
أنا أستاذ الأرصاد الجوية في ولاية بنسلفانيا، ويستخدم فريقي البحثي الأقمار الصناعية ونماذج الكمبيوتر لتحسين التنبؤ بأنظمة الطقس الاستوائي. وفي ظل توقعات شديدة بشكل خاص بموسم العواصف الأطلسية لعام 2024، أصبحت القدرة على اكتشاف هذه الإشارات الأولية وتقديم إنذارات مبكرة أكثر أهمية من أي وقت مضى. إليك ما يبحث عنه المتنبئون.
الظروف مهيأة للإعصار
تبدأ الأعاصير عادةً على شكل موجات استوائية في الغلاف الجوي، وهي مناطق ذات ضغط منخفض مرتبطة بمجموعات من العواصف الرعدية. ومع تحرك هذه الموجات الاستوائية غربًا عبر المحيطات الاستوائية، يمكن أن يتطور بعضها إلى أعاصير.
يتوقف تكوين الإعصار على عدة شروط محددة:
المسافة من خط الاستواء: عادة ما تتشكل الأعاصير المدارية على بعد 5 درجات على الأقل من خط الاستواء. وذلك لأن قوة كوريوليس، التي تلعب دورًا حاسمًا في الدوران الأولي للنظام الإعصاري، تكون أضعف بالقرب من خط الاستواء. تنجم قوة كوريوليس عن دوران الأرض، مما يجعل الهواء المتحرك يدور ويدور.
درجات حرارة سطح البحر الدافئة: يجب أن تكون درجة حرارة سطح البحر 26.5 درجة مئوية على الأقل (حوالي 80 فهرنهايت) حتى يتشكل الإعصار. يوفر الماء الدافئ الطاقة التي تدفع العاصفة حيث تمتص العاصفة الحرارة والرطوبة من المحيط.
عدم الاستقرار الجوي والرطوبة: لكي تتشكل الأعاصير المدارية، يجب أن يكون الغلاف الجوي غير مستقر. وهذا يعني أن الهواء السطحي الدافئ يرتفع ويظل أكثر دفئًا من الهواء المحيط، مما يسمح له بمواصلة الارتفاع وتشكيل العواصف الرعدية. يجب أيضًا أن يكون هناك الكثير من الرطوبة، لأن الهواء الجاف يمكن أن يتسبب في تبخر السحب وإضعاف الحركات الصعودية داخل العواصف الرعدية. هذه العوامل ضرورية لتطور العواصف الرعدية العنقودية داخل الموجات الاستوائية.
قص الرياح العمودي المنخفض: يمكن لقص الرياح العمودي القوي أن يمزق الإعصار المتطور. قص الرياح العمودي هو تغيرات في اتجاه الرياح أو سرعتها على ارتفاعات مختلفة. إنه يعطل تكوين العاصفة ونموها ويجعل من الصعب على الإعصار الحفاظ على محاذاة دوامته.
يتطلب التنبؤ المبكر أكثر من مجرد الأقمار الصناعية
كان التعرف على المراحل المبكرة من دورة حياة الإعصار أمرًا صعبًا للغاية نظرًا لعدم وجود أعداد كبيرة من المحطات السطحية وبالونات الطقس لتوفير معلومات جوية مفصلة فوق المحيط المفتوح.
بمجرد أن تبدأ العاصفة في التشكل، غالبًا ما تطير طائرات صائدة الأعاصير التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي عبرها، وتأخذ القياسات وتسقط أجهزة الاستشعار للحصول على المزيد من البيانات. لكن هذا لا يمكن أن يحدث لكل سحابة ضعيفة، خاصة عندما يكون النظام النامي بعيدًا عن الساحل.
إحدى الأدوات الأساسية التي يستخدمها خبراء الأرصاد الجوية حاليًا للتنبؤ بالتشكل المبكر للأعاصير هي صور الأقمار الصناعية، والتي توفر بيانات في الوقت الفعلي عن أنماط السحب ودرجات حرارة سطح البحر والظروف الجوية الأخرى. على سبيل المثال، تساعد أقمار GOES التي تديرها الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) خبراء الأرصاد الجوية على تتبع تطور الأعاصير بوضوح غير مسبوق. يمكن لهذه الأقمار الصناعية التقاط صور بأطوال موجية متعددة، مما يسمح للمتنبئين بتحليل جوانب مختلفة من العاصفة، مثل تكوين السحب وهطول الأمطار ونشاط البرق.
ومع ذلك، فإن عمليات رصد الأقمار الصناعية وحدها لا توفر معلومات كافية لأخصائيي الأرصاد الجوية لمعرفة الموجات الاستوائية التي من المحتمل أن تتطور إلى أعاصير.
ولتعزيز دقة التنبؤ، طور فريقنا البحثي أساليب لدمج بيانات الأقمار الصناعية في الوقت الحقيقي، بما في ذلك مستويات الرطوبة وأنماط السحاب، في نماذج التنبؤ الحاسوبية. تتيح هذه العملية، المعروفة باسم استيعاب البيانات، تصويرًا أكثر دقة واتساقًا للظروف الجوية. ونتيجة لذلك، يمكن للمتنبئين الاستفادة من القدرات التنبؤية المحسنة بشكل كبير، وخاصة في توقع تشكيل وتطور الأعاصير.
نحن نعمل حاليًا مع الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) لتحسين هذه التقنيات واستخدامها على نطاق أوسع للتنبؤ بشكل أفضل بالأعاصير والتحذيرات المبكرة حتى يكون لدى الجمهور المزيد من الوقت للاستعداد.
بينما يستعد الناس في أمريكا الشمالية ومنطقة البحر الكاريبي لما يُتوقع أن يكون موسم أعاصير شديدًا بشكل خاص في عام 2024، أصبحت الحاجة إلى التنبؤ الدقيق المبكر بالعواصف أكبر من أي وقت مضى.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتب بواسطة: Xingchao Chen، ولاية بنسلفانيا
اقرأ المزيد:
يتلقى Xingchao Chen تمويلًا من NOAA وDOE وNASA وONR.