ديناميكيات الأعاصير : على مستوى الغلاف الجوي ، يؤثر دوران الأرض على تحركات الكتل الهوائية. إنها “قوة” كوريوليس (بكل صرامة ، إنها تدور حول قوة زائفة ، لأنها ترجع إلى دوران الإطار المرجعي الذي ندرس فيه الظاهرة ، الأرض ، وليس عمل جسد واحد فوق اخر). غير فعالة على نطاق صغير ، تصبح قوة كوريوليس هي السائدة في انحراف الكتل الهوائية عن الغلاف الجوي التي تتقارب نحو منطقة منخفضة. دائمًا ما تنحرف هذه التيارات وتدور في اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي وفي الاتجاه المعاكس في نصف الكرة الشمالي. يبدأ شكل الأعاصير في التبلور.
بشكل حاسم ، تكون قوة كوريوليس قصوى عند القطب الشمالي وتتناقص حتى تختفي عند خط الاستواء ، ثم تغير اتجاهها عندما نمر عبر نصف الكرة الجنوبي ونصل مرة أخرى إلى الحد الأقصى عند القطب الجنوبي. لذلك تبدو أعلى خطوط العرض مواتية لتكوين الأعاصير ، ولكن يجب أيضًا مراعاة درجة حرارة المحيطات. بشكل عام ، يُعتقد أن درجة الحرارة الدنيا البالغة 26 درجة مئوية توفر احتياطي طاقة كافياً لبدء الإعصار. يتم الحصول على هذه الشروط في أقرب وقت ممكن من خط الاستواء ، حيث تكون قوة كوريوليس هي الأضعف على العكس. من الناحية العملية ، يؤدي الحل الوسط الأفضل إلى ولادة الأعاصير في نطاقين بين خطي عرض 10 و 30 درجة ، على جانبي خط الاستواء.
إقرأ أيضا:فوائد البروبيوتيكبمجرد تشكيله ، لا يبقى الإعصار في مكانه. إنه ينجرف من ناحية بسبب الرياح المحيطة به ، من ناحية أخرى بسبب قوة كوريوليس. نظرًا لأن الأخير يختلف باختلاف خط العرض ، فإنه لا ينطبق بنفس الطريقة في جميع نقاط الإعصار. النتيجة: في حالة عدم وجود رياح محيطة ، يميل الإعصار إلى التحرك غربًا باتجاه القطبين. استمر الإعصار لبضعة أسابيع على الأكثر قبل أن يصل إلى اليابسة. عندما تكون مأهولة ، يكون الضرر مثيرًا للإعجاب. حتى عندما لا تكون كذلك ، يتم تدمير النباتات والحيوانات إلى حد كبير. فالشعاب المرجانية ، على سبيل المثال ، تستغرق عدة سنوات لإعادة بنائها بعد مرور الإعصار.
جدول المحتويات
صمود الشعاب المرجانية
الأعاصير لا تضرب فقط الناس والبنية التحتية. كما أن لها تأثيرًا قويًا على الطبيعة. على سبيل المثال ، درس Yannick Chancerelle ، من مركز أبحاث Insular والمرصد البيئي ، التأثير على الشعاب المرجانية من Cyclone Oli ، الفئة 4 ، الذي ضرب جزيرة Moorea ، بولينيزيا الفرنسية ، في عام 2010. الشعاب المرجانية ، التي أضعفت بالفعل بسبب التأثيرات العالمية لقد تم تدمير ارتفاع درجة حرارة المحيطات وارتفاع درجات حرارة المحيطات إلى حد كبير. في المناظر الطبيعية للقمر ، لم تعد هناك مستعمرة مرجانية واحدة مرئية. مع مروره ، قام الإعصار بفصل كتل كبيرة من الشعاب المرجانية التي “مسوى” القاع. تستخدم إحدى التقنيات أيضًا هذا النوع من الحطام المرجاني حتى الآن بشكل غير مباشر (عن طريق التأريخ النظيري ، والكربون المشع ، إلخ.
إقرأ أيضا:تكييف هواء السياراتكجزء من المراقبة المنتظمة للشعاب المرجانية ، صور يانيك تشانسريل موقعًا دقيقًا للشعاب المرجانية على عمق 30 مترًا ، على الجدار الخارجي للجزيرة. بفضل الظروف المواتية لنمو الشعاب المرجانية ، أعيد بناؤها بسرعة ، في غضون بضع سنوات ، بعد مرور أولي. ثم نتحدث عن المرونة: نشهد عرضًا حقيقيًا للألعاب النارية المرجانية. ومع ذلك ، هناك انخفاض في تنوع الأنواع. بعد هذه اللقطات ، شهدت هذه الشعاب المرجانية للأسف نوبة تبيض كبيرة في عام 2019 ، ربما كانت مرتبطة بالاحترار.
تخضع هذه الأنظمة للضغط البشري المباشر (التلوث الساحلي) والاحتباس الحراري وغضب الأعاصير. في حين أن مرونتهم تمكنهم من إعادة البناء بعد الأحداث المتطرفة قصيرة العمر ، فإن قدرتهم على الصمود في وجه التغيرات المناخية الدائمة للأسف غير مؤكدة إلى حد كبير.
ديناميكيات الأعاصير : نهاية إعصار
ولكن مع حرمانه من المحيط الدافئ والتبخر المرتبط به ، توقف “محرك” الإعصار في النهاية. قد يستمر ظهور بعضها بعد عدة أيام من الوصول إلى اليابسة. كان هذا هو الحال بشكل خاص مع إعصار هارفي في عام 2017 ، الذي ألقى بأمطار غزيرة على ساحل تكساس لمدة خمسة أيام متتالية.
من خلال الانجراف إلى خطوط العرض الأعلى ، قد يواجه الإعصار أيضًا مياهًا أكثر برودة. ثم تفقد قوتها وتتحول إلى عاصفة ، مثل إعصار أوفيليا ، الذي لم يكن في عام 2017 سوى عاصفة ، تُعرف باسم “عاصفة خط العرض المتوسط” ، تصل إلى سواحل أيرلندا.
إقرأ أيضا:ما هو الضرر المعنوي؟يمكن لآلية ثالثة أن تضع حداً لإعصار: رياح شديدة الارتفاع. إذا كانت هذه الرياح أقوى من الرياح السطحية ، فإنها “تقص” الأعاصير ، أو حتى تمنع تكوينها. تميل هذه الرياح إلى إمالة الأعاصير وتصبح آلية التكثيف أقل فاعلية. هم بمثابة الفرامل الحقيقية. تتعرض مناطق معينة من الكرة الأرضية لهذه الرياح العاتية ، مثل هاواي أو بولينيزيا الفرنسية ، في الواقع إلى عدد أقل من الأعاصير مما ينبغي إذا كان المرء يعتمد فقط على درجة حرارة سطح المحيطات.
ديناميكيات الأعاصير مفسرة جيدًا نسبيًا منذ ولادتها حتى وفاتها
لذلك فإن ديناميكيات الأعاصير مفسرة جيدًا نسبيًا منذ ولادتها حتى وفاتها. ومع ذلك ، لا تزال بعض الجوانب غير مفهومة جيدًا وهي موضوع مناقشات بين المتخصصين. على سبيل المثال ، لا يكفي أن يكون الهواء على سطح المحيط دافئًا ورطبًا لتكوين الإعصار. تتوافق الآلية التي تؤدي إلى ارتفاع الهواء مع ما يسمى بعدم الاستقرار “الخطي” (أو “فوق الحرج”) ، لأنه ينشأ من اضطراب ، مهما كان صغيراً (هذا على سبيل المثال حالة تأثير لارسن ، يقوم الميكروفون الموجه إلى مكبر الصوت بتضخيم صوت غير مسموع في البداية والذي يتحول إلى صافرة حادة). بشكل عام ، يؤدي عدم الاستقرار الخطي هذا ببساطة إلى تكوين السحب الركامية ، والتي تتحول في النهاية إلى عواصف رعدية. لتحريك تشكيل الإعصار ، يجب استيفاء بعض الشروط الإضافية. نتحدث بعد ذلك عن عدم الاستقرار غير الخطي (أو شبه الحرج) ، لأن الاضطراب الكبير بدرجة كافية ضروري لبدء هذه الظاهرة ، بنفس الطريقة التي يتم بها استخدام المبدئ الكهربائي لبدء تشغيل المحرك الحراري للسيارة.
ديناميكيات الأعاصير : في حالة الأعاصير
في حالة الأعاصير ، يلزم تنظيم معين للرياح لقيادة النظام. لا تزال هذه الظروف غير مفهومة نسبيًا ، حتى لو علمنا ، على سبيل المثال ، أن الاضطرابات في دوران الغلاف الجوي ، المسماة “موجات شرق إفريقيا” ، تساهم في ولادة الأعاصير في المحيط الأطلسي. تتولد هذه الموجات في شمال إفريقيا ثم تنتشر غربًا نحو منطقة البحر الكاريبي.
في وقت مبكر من الستينيات ، حاول الباحثون فهم الجانب السفلي من عملية التكثيف التي جعلت من الممكن التحول من مرحلة العاصفة إلى مرحلة الإعصار المداري. تعتمد إحدى الآليات المقترحة الأولى ، CISK ، على وجود تقارب رياح واسع النطاق نحو مركز الضغط المنخفض. في الثمانينيات والتسعينيات من القرن الماضي ، اقترح كيري إيمانويل من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا نموذجًا آخر من خلال تقديم نظرية WISHE ، والتي تستند إلى عنصر رئيسي: حركة الرياح القوية التي تسمح بتبخر أكبر على سطح المحيط. كلما زادت قوة الرياح ، زادت كفاءة التبخر – وهي آلية تعزز تبادل الطاقة بين المحيط والغلاف الجوي.
أخيرًا ، بفضل عمليات المحاكاة العددية ثلاثية الأبعاد ، أبرز مايكل مونتغمري ، من كلية الدراسات العليا البحرية في كاليفورنيا ، وروجر سميث ، من جامعة ميونيخ ، أهمية الهياكل الجوية ثلاثية الأبعاد المسماة “أبراج الحمل الحراري”. سوف يلعبون دورًا أساسيًا في تكثيف الإعصار العالمي من خلال تعزيز رياح هيكله. لا تزال آلية التكثيف محل نقاش كبير داخل المجتمع العلمي. يجب أن نتذكر بشكل خاص أن الرياح الموجودة مسبقًا هي التي تحدد التطور ، أو لا ، نحو الإعصار المداري.
الهدوء وسط العاصفة
جانب آخر لا يزال قيد البحث هو تكوين عين العاصفة. المنطقة المركزية المخروطية الشكل للإعصار هي أكثر ميزة مدهشة: غالبًا ما تكون مرئية من الفضاء ، تحتوي على غيوم أو لا تحتوي عليها ، وتتمتع هذه المنطقة بالهدوء المطلق في وسط العاصفة. هذا أكثر إثارة للدهشة عندما تقترب من هذه المنطقة ، تصبح الرياح أكثر شدة. ثم نصل إلى “الجدار” ، حيث تتجاوز الرياح أحيانًا 300 كيلومتر في الساعة وحيث تكون الأمطار أكثر كثافة. ولكن بمجرد عبور الجدار ، ندخل إلى عين الإعصار ، الذي يبلغ نصف قطره حوالي 50 كيلومترًا. تتحول السماء إلى اللون الأزرق ، ويتوقف المطر والرياح. في عام 2010 ، أثناء مرور إعصار أولي ، الفئة 4 ، سكان جزيرة توبواي الفرنسية الصغيرة ، في جنوب المحيط الهادئ ، لقد عايشت لحظة الراحة هذه في عين العاصفة. لكن الهدوء لم يدم طويلا. في غضون ساعات قليلة ، نجد أنفسنا على الجانب الآخر من العين حيث نعبر الجدار مرة أخرى. فالرياح قوية جدًا على الفور وتهب في الاتجاه المعاكس!
تظل الآليات المسؤولة عن تكوين العين والجدار المحيط بها غير مفهومة ومثيرة للجدل إلى حد كبير. يعتمد أحد التفسيرات التي يتم طرحها غالبًا على إطلاق الحرارة الكامنة. يرتفع الهواء الرطب في الجدار قبل أن يصل إلى مركز الإعصار ؛ يطلق حرارته وبالتالي يقوي الجدار. بعد أن أصبح باردًا وجافًا ، ينزل الهواء بعد ذلك على طول المحور ؛ نحن نتحدث عن هبوط. لذلك ، بدون وجود رطوبة ، غالبًا ما تكون العين صافية. لكن هذه الآلية التي طُرحت في الثمانينيات هي قبل كل شيء وصف ظاهري لما يحدث وتفترض بالفعل وجود الجدار. لذلك لا يفسر تكوين العين. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت العديد من عمليات المحاكاة العددية أن العين تتشكل حتى في غياب التكثيف وإطلاق الحرارة الكامنة.
ديناميكيات الأعاصير : في عام 2018
في عام 2018 ، اقترحنا آلية تعتمد على استخراج الدوامات من طبقة الحدود الجوية. يُمنح الهواء الذي يتقارب نحو منطقة الاكتئاب حركتين محددتين: يدور حول مركز المنخفض بسبب قوة كوريوليس (يتحدث المرء عن “الدوامة المحورية”) وهو يدور على نفسه في مستوى عمودي على هذا الأول. الحركة (نحن نتحدث عن “الدوامة السمتي”). عندما يغادر هذا الهواء سطح المحيط ليرتفع في الارتفاع ، فإنه يحتفظ بهاتين الدوامات. تتسبب الدوامة السمتية في انحراف الريح عن المحور أثناء ارتفاعها. هذا يعطي الشكل المخروطي للعين. وفي الوقت نفسه ، تسحب هذه الدوامة هواء الارتفاع الجاف إلى الأرض في مركز الإعصار ، كما لوحظ.
على الرغم من هذه الأمور المجهولة ، يحاول المتخصصون بالفعل فهم كيفية تطور الأعاصير في سياق تغير المناخ. وينعكس هذا الأخير بشكل خاص من خلال زيادة درجات حرارة المحيطات وارتفاع مستوى المحيطات (بسبب ذوبان القمم القطبية الجنوبية وجرينلاند ، وكذلك بسبب التوسع الحراري لمياه المحيطات). في عام 2006، بن سانتر من مختبر لورانس الأمريكية، ليفرمور، وزملائه أظهر أنه لو ارتفعت درجة الحرارة في المناطق الاستوائية من المحيط الأطلسي والمحيط الهادئ بين 0.3 و 0.6 درجة مئوية خلال س س ه مئة عام. يعني تراكم الحرارة في النظام أن المحيطات تنقل المزيد من الطاقة إلى الغلاف الجوي. ومع ذلك ، فإن زيادة درجة حرارة الغلاف الجوي بمقدار 1 درجة مئوية تسمح بزيادة الرطوبة في الهواء بنسبة 8٪. هذه هي كل الطاقة الإضافية المتاحة للأعاصير.
