أ سلسلة من الأنهار الجوية يجلب خطر هطول الأمطار الغزيرة والفيضانات والانهيارات الطينية والانهيارات الثلجية إلى شمال غرب المحيط الهادئ وكاليفورنيا في أوائل عام 2024. وفي حين أن هذه العواصف مخيفة بسبب الأضرار التي يمكن أن تسببها، فإنها ضرورية أيضًا لإمدادات المياه في المنطقة، خاصة في كاليفورنيا، يوضح تشيان كاو، عالم الهيدرولوجيا بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو.
ما هي الأنهار الجوية؟
النهر الجوي عبارة عن ممر ضيق أو خيوط من بخار الماء المركز المنقول في الغلاف الجوي. إنه مثل نهر في السماء يمكن أن يصل طوله إلى 1000 ميل. في المتوسط، يبلغ التدفق المنتظم للأنهار الجوية حوالي ضعف التدفق المنتظم لنهر الأمازون.
عندما تصطدم الأنهار الجوية بالجبال أو تواجه ديناميكيات الغلاف الجوي المحلية وتضطر إلى الصعود، فإن الرطوبة التي تحملها تبرد وتتكثف، حتى تتمكن من إنتاج أمطار غزيرة أو تساقط الثلوج.
تحدث الأنهار الجوية في جميع أنحاء العالم، وأكثر شيوعًا في خطوط العرض الوسطى. وهي تتشكل عندما تصطف أنماط الطقس واسعة النطاق لتكوين قنوات أو خيوط ضيقة لنقل الرطوبة بشكل مكثف. تبدأ هذه الأعاصير فوق المياه الدافئة، وعادةً ما تكون محيطات استوائية، ويتم توجيهها نحو الساحل بواسطة تيارات نفاثة منخفضة المستوى قبل الجبهات الباردة للأعاصير خارج المدارية.
على طول الساحل الغربي للولايات المتحدة، يعمل المحيط الهادئ بمثابة خزان للرطوبة للعاصفة، وتعمل سلاسل الجبال كحواجز، ولهذا السبب تشهد الجوانب الغربية من السلاسل الساحلية وسييرا نيفادا الكثير من الأمطار والثلوج.
لماذا تشكل الأنهار الجوية المتتالية خطرًا كبيرًا للفيضانات؟
يمكن للأنهار الجوية المتتالية، والمعروفة باسم عائلات AR، أن تسبب فيضانات كبيرة.
أول أمطار غزيرة تشبع الأرض. ومع وصول العواصف المتتالية، يسقط هطولها على التربة التي لا تستطيع امتصاص المزيد من الماء. وهذا يساهم في مزيد من الجريان السطحي. تمتلئ الأنهار والجداول. وفي هذه الأثناء، قد يكون هناك ذوبان الثلوج بسبب درجات الحرارة الدافئة، مما يزيد من مخاطر الجريان السطحي والفيضانات.
شهدت ولاية كاليفورنيا سلسلة تاريخية من تسعة أنهار جوية متتالية في فترة ثلاثة أسابيع في ديسمبر/كانون الأول 2022 ويناير/كانون الثاني 2023. وساعدت العواصف في إعادة معظم الخزانات إلى المتوسطات التاريخية في عام 2023 بعد عدة سنوات من الجفاف، لكنها أنتجت أيضًا فيضانات مدمرة وتدفقات من الحطام.
يعد سبب عائلات AR مجالًا نشطًا للبحث. بالمقارنة مع الأحداث النهرية الجوية المنفردة، تميل عائلات AR إلى الارتباط بارتفاعات ضغط جوي أقل عبر شمال المحيط الهادئ، وارتفاعات ضغط أعلى فوق المناطق شبه الاستوائية، وتيار نفاث أقوى وأكثر استطالة على مستوى المناطق، ودرجات حرارة الهواء الاستوائي الأكثر دفئًا.
تلعب أنماط الطقس والظواهر المناخية واسعة النطاق مثل تذبذب مادن جوليان، أو MJO، أيضًا دورًا مهمًا في توليد عائلات AR. حدث تحول نشط في MJO خلال أحداث أوائل عام 2023، مما أدى إلى ميل الاحتمالات نحو زيادة نشاط الأنهار الجوية فوق كاليفورنيا.
وجدت دراسة حديثة أجراها علماء في جامعة ستانفورد وجامعة فلوريدا أن العواصف داخل عائلات AR تسبب أضرارًا اقتصادية أكبر بثلاث إلى أربع مرات عندما تعود العواصف من العواصف التي قد تسببها بنفسها.
ما مدى أهمية الأنهار الجوية لإمدادات المياه في الساحل الغربي؟
أنا عالم هيدرولوجيا بحثي، لذا أركز على التأثيرات الهيدرولوجية للأنهار الجوية. على الرغم من أنها يمكن أن تؤدي إلى مخاطر الفيضانات، إلا أن الأنهار الجوية ضرورية أيضًا لإمدادات المياه الغربية. وكانت الأنهار الجوية مسؤولة عن إنهاء أكثر من ثلث حالات الجفاف الكبرى في المنطقة، بما في ذلك الجفاف الشديد في كاليفورنيا في الفترة 2012-2016.
توفر الأنهار الجوية ما متوسطه 30% إلى 50% من هطول الأمطار السنوي على الساحل الغربي.
كما أنها تساهم في تراكم الثلوج، والذي يوفر جزءًا كبيرًا من إمدادات المياه في كاليفورنيا على مدار العام.
في المتوسط، سيكون نهر أو نهرين من الأنهار الجوية الشديدة الممتلئة بالثلوج هو المساهم الرئيسي في تراكم الثلوج في سييرا نيفادا. ستساهم الأنهار الجوية معًا بحوالي 30% إلى 40% من إجمالي تراكم الثلوج في الموسم الواحد هناك.
ولهذا السبب يعمل زملائي في مركز الطقس الغربي والمياه المتطرفة في معهد سكريبس لعلوم المحيطات، وهو جزء من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو، على تحسين التنبؤات والتنبؤات الخاصة بالأنهار الجوية. يجب أن يكون مديرو المياه قادرين على تنظيم الخزانات ومعرفة كمية المياه التي يمكنهم توفيرها لموسم الجفاف مع ترك مساحة في الخزانات لإدارة مخاطر الفيضانات من العواصف المستقبلية.
كيف يؤثر الاحتباس الحراري على الأنهار الجوية؟
ومع ارتفاع درجات الحرارة العالمية في المستقبل، يمكننا أن نتوقع المزيد من الأنهار الجوية الشديدة، مما يؤدي إلى زيادة في هطول الأمطار الغزيرة والشديدة.
يُظهر بحثي أيضًا أنه من المحتمل أن تحدث المزيد من الأنهار الجوية بشكل متزامن خلال الظروف الرطبة بالفعل. لذلك، تزداد أيضًا فرصة حدوث فيضانات شديدة. وتشير دراسة أخرى أجراها علماء من جامعة واشنطن إلى أنه سيكون هناك تحول موسمي إلى المزيد من الأنهار الجوية في وقت مبكر من موسم الأمطار.
ومن المرجح أيضًا أن يكون هناك المزيد من التقلبات من سنة إلى أخرى في إجمالي هطول الأمطار السنوي، خاصة في كاليفورنيا، وفقًا لدراسة أجراها زملائي في مركز مشاريع الطقس الغربي والمياه المتطرفة.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد.
كتب بواسطة: تشيان كاو، جامعة كاليفورنيا، سان دييغو.
اقرأ أكثر:
لا يعمل Qian Cao لدى أي شركة أو مؤسسة أو يستشيرها أو يمتلك أسهمًا فيها أو يتلقى تمويلًا منها قد تستفيد من هذه المقالة، ولم يكشف عن أي انتماءات ذات صلة بعد تعيينه الأكاديمي.