الأنهار الجوية – تلك النطاقات الضيقة الطويلة من بخار الماء في السماء والتي تجلب الأمطار الغزيرة والعواصف إلى الساحل الغربي للولايات المتحدة والعديد من المناطق الأخرى – تتحول نحو خطوط العرض الأعلى، وهذا يغير أنماط الطقس في جميع أنحاء العالم.
ويؤدي هذا التحول إلى تفاقم حالات الجفاف في بعض المناطق، وتكثيف الفيضانات في مناطق أخرى، وتعريض موارد المياه التي تعتمد عليها العديد من المجتمعات للخطر. عندما تصل الأنهار الجوية إلى أقصى الشمال في القطب الشمالي، يمكنها أيضًا إذابة الجليد البحري، مما يؤثر على المناخ العالمي.
في دراسة جديدة نشرت في Science Advances، جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا، أوضحت أنا وعالم المناخ تشينغهوا دينغ أن الأنهار الجوية قد تحولت بنحو 6 إلى 10 درجات نحو القطبين على مدى العقود الأربعة الماضية.
الأنهار الجوية على هذه الخطوة
الأنهار الجوية ليست مجرد شيء يتعلق بالساحل الغربي للولايات المتحدة. وهي تتشكل في أجزاء كثيرة من العالم وتوفر أكثر من نصف متوسط الجريان السطحي السنوي في هذه المناطق، بما في ذلك السواحل الجنوبية الشرقية للولايات المتحدة والساحل الغربي وجنوب شرق آسيا ونيوزيلندا وشمال إسبانيا والبرتغال والمملكة المتحدة وجنوب وسط تشيلي.
تعتمد ولاية كاليفورنيا على الأنهار الجوية في ما يصل إلى 50% من هطول الأمطار السنوي. ويمكن لسلسلة من الأنهار الجوية الشتوية هناك أن تجلب ما يكفي من الأمطار والثلوج لإنهاء الجفاف، كما ستشهد أجزاء من المنطقة في عام 2023.
في حين أن الأنهار الجوية تشترك في أصل مماثل – إمدادات الرطوبة من المناطق الاستوائية – فإن عدم استقرار الغلاف الجوي للتيار النفاث يسمح لها بالانحناء نحو القطب بطرق مختلفة. لا يوجد نهران جويان متشابهان تمامًا.
وما يثير اهتمام علماء المناخ بشكل خاص، بما في ذلك نحن، هو السلوك الجماعي للأنهار الجوية. تُرى الأنهار الجوية بشكل شائع في المناطق الاستوائية، وهي منطقة تقع بين خطي عرض 30 و50 درجة في نصفي الكرة الأرضية والتي تشمل معظم الولايات المتحدة القارية وجنوب أستراليا وتشيلي.
تظهر دراستنا أن الأنهار الجوية كانت تتحول نحو القطب على مدى العقود الأربعة الماضية. وفي كلا نصفي الكرة الأرضية، ازداد النشاط على طول 50 درجة شمالا و50 درجة جنوبا، في حين انخفض على طول 30 درجة شمالا و30 درجة جنوبا منذ عام 1979. وفي أميركا الشمالية، يعني هذا المزيد من الأنهار الجوية التي تغمر كولومبيا البريطانية وألاسكا.
تفاعل متسلسل عالمي
أحد الأسباب الرئيسية لهذا التحول هو التغيرات في درجات حرارة سطح البحر في شرق المحيط الهادئ الاستوائي. منذ عام 2000، كانت المياه في شرق المحيط الهادئ الاستوائية تميل إلى البرودة، مما يؤثر على دوران الغلاف الجوي في جميع أنحاء العالم. وهذا التبريد، الذي يرتبط غالبًا بظروف ظاهرة النينيا، يدفع الأنهار الجوية نحو القطبين.
يمكن تفسير الحركة القطبية للأنهار الجوية على أنها سلسلة من العمليات المترابطة.
خلال ظروف ظاهرة النينيا، عندما تنخفض درجات حرارة سطح البحر في شرق المحيط الهادئ الاستوائي، فإن دوران ووكر ــ حلقات عملاقة من الهواء تؤثر على هطول الأمطار أثناء ارتفاعها وهبوطها فوق أجزاء مختلفة من المناطق الاستوائية ــ يتقوى فوق غرب المحيط الهادئ. يؤدي هذا الدوران الأقوى إلى توسيع حزام الأمطار الاستوائية. يؤدي اتساع هطول الأمطار الاستوائية، جنبًا إلى جنب مع التغيرات في أنماط الدوامات الجوية، إلى حدوث حالات شاذة في الضغط العالي وأنماط الرياح التي توجه الأنهار الجوية نحو القطب.
على العكس من ذلك، خلال ظروف ظاهرة النينيو، مع ارتفاع درجات حرارة سطح البحر، تعمل الآلية في الاتجاه المعاكس، مما يؤدي إلى تغيير الأنهار الجوية بحيث لا تنتقل بعيدًا عن خط الاستواء.
تثير هذه التحولات أسئلة مهمة حول كيفية تنبؤ النماذج المناخية بالتغيرات المستقبلية في الأنهار الجوية. قد تقلل النماذج الحالية من تقدير التقلبات الطبيعية، مثل التغيرات في المحيط الهادئ الاستوائي، والتي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على الأنهار الجوية. إن فهم هذا الارتباط يمكن أن يساعد المتنبئين على تقديم تنبؤات أفضل حول أنماط هطول الأمطار في المستقبل وتوافر المياه.
ما أهمية هذا التحول نحو القطب؟
يمكن أن يكون للتحول في الأنهار الجوية تأثيرات كبيرة على المناخات المحلية.
وفي المناطق شبه الاستوائية، حيث أصبحت الأنهار الجوية أقل شيوعًا، قد تكون النتيجة فترات جفاف أطول ومياه أقل. تعتمد العديد من المناطق، مثل كاليفورنيا وجنوب البرازيل، على الأنهار الجوية في هطول الأمطار ولملء الخزانات ودعم الزراعة. وبدون هذه الرطوبة، قد تواجه هذه المناطق المزيد من نقص المياه، مما يفرض ضغطًا على المجتمعات والمزارع والنظم البيئية.
وفي خطوط العرض العليا، يمكن أن تؤدي الأنهار الجوية التي تتحرك باتجاه القطب إلى هطول أمطار أكثر شدة، وفيضانات، وانهيارات أرضية في أماكن مثل شمال غرب المحيط الهادئ في الولايات المتحدة، وأوروبا، وحتى في المناطق القطبية.
وفي القطب الشمالي، يمكن أن يؤدي المزيد من الأنهار الجوية إلى تسريع ذوبان الجليد البحري، مما يزيد من ظاهرة الاحتباس الحراري ويؤثر على الحيوانات التي تعتمد على الجليد. وجدت دراسة سابقة شاركت فيها أن الاتجاه في نشاط الأنهار الجوية في فصل الصيف قد يساهم بنسبة 36٪ من الاتجاه المتزايد في رطوبة الصيف في القطب الشمالي بأكمله منذ عام 1979.
ماذا يعني بالنسبة للمستقبل
حتى الآن، لا تزال التحولات التي شهدناها تعكس في الأساس التغيرات الناجمة عن العمليات الطبيعية، ولكن الانحباس الحراري العالمي الناجم عن النشاط البشري يلعب أيضاً دوراً. من المتوقع أن يؤدي الاحتباس الحراري إلى زيادة التكرار العام وكثافة الأنهار الجوية لأن الجو الأكثر دفئًا يمكن أن يحمل المزيد من الرطوبة.
أما كيف يمكن أن يتغير ذلك مع استمرار ارتفاع حرارة الكوكب، فهو أقل وضوحًا. ولا يزال التنبؤ بالتغيرات المستقبلية غير مؤكد، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى صعوبة التنبؤ بالتقلبات الطبيعية بين ظاهرة النينيو والنينيا، والتي تلعب دورًا مهمًا في تحولات الأنهار الجوية.
مع ارتفاع درجة حرارة العالم، سوف تستمر الأنهار الجوية ــ والأمطار الغزيرة التي تجلبها ــ في تغيير مسارها. نحن بحاجة إلى فهم هذه التغييرات والتكيف معها حتى تتمكن المجتمعات من الاستمرار في الازدهار في مناخ متغير.
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: زهي لي، المؤسسة الجامعية لأبحاث الغلاف الجوي
اقرأ المزيد:
لا يعمل Zhe Li لدى أي شركة أو مؤسسة أو يقدم الاستشارة أو يمتلك أسهمًا فيها أو يتلقى تمويلًا منها قد تستفيد من هذه المقالة، ولم يكشف عن أي انتماءات ذات صلة بعد تعيينه الأكاديمي.