قد تؤدي عواصف الأنهار في الغلاف الجوي إلى حدوث فيضانات مكلفة

يمكن أن تؤدي عواصف الأنهار في الغلاف الجوي إلى حدوث فيضانات مكلفة - وتغير المناخ يجعلها أقوى

توم كورينجهام ، باحث ما بعد الدكتوراه في المناخ وعلوم الغلاف الجوي وعلوم المحيطات الفيزيائية ، جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو

اطلب من الناس تسمية أكبر نهر في العالم ، وسيخمن معظمهم على الأرجح أنه نهر الأمازون أو النيل أو المسيسيبي. في الواقع ، توجد بعض أكبر أنهار الأرض في السماء - ويمكن أن تنتج عواصف قوية ، مثل ذلك الذي ينقع الآن في كاليفورنيا.

الأنهار الجوية عبارة عن نطاقات رطوبة طويلة وضيقة في الغلاف الجوي تمتد من المناطق الاستوائية إلى خطوط العرض الأعلى. يمكن لهذه الأنهار في السماء أن تنقل 15 ضعف حجم نهر المسيسيبي. عندما تصل تلك الرطوبة إلى الساحل وتتحرك إلى الداخل ، فإنها ترتفع فوق الجبال ، مما يؤدي إلى هطول الأمطار وتساقط الثلوج وفي بعض الأحيان يتسبب في فيضانات شديدة.

في العشرين عامًا الماضية ، مع تحسن شبكات المراقبة ، تعلم العلماء المزيد عن ظواهر الطقس المهمة هذه. تحدث أنهار الغلاف الجوي على مستوى العالم ، وتؤثر على السواحل الغربية للكتل الأرضية الكبرى في العالم ، بما في ذلك البرتغال وأوروبا الغربية وشيلي وجنوب إفريقيا. ما يسمى بعواصف "Pineapple Express" التي تنقل الرطوبة من هاواي إلى الولايات المتحدة الساحل الغربي ليست سوى واحدة من العديد من النكهات.

يجمع بحثي بين علم الاقتصاد والغلاف الجوي لقياس الضرر الناجم عن أحداث الطقس القاسية. لقد قمت مؤخرًا بقيادة فريق من الباحثين من معهد سكريبس لعلوم المحيطات وفيلق المهندسين في الجيش في أول تحليل منهجي للأضرار الناجمة عن الأنهار الجوية بسبب الفيضانات الشديدة. وجدنا أنه في حين أن العديد من هذه الأحداث حميدة ، فإن أكبرها يتسبب في معظم أضرار الفيضانات في غرب الولايات المتحدة. ومن المتوقع أن تنمو الأنهار في الغلاف الجوي لفترة أطول وأكثر رطوبة وأوسع نطاقا في مناخ دافئ.

الأنهار في السماء

في 27 شباط (فبراير) 2019 ، دفع نهر في الغلاف الجوي عمودًا من بخار الماء بعرض 350 ميلاً وطول 1600 ميل عبر السماء من شمال المحيط الهادئ الاستوائي إلى ساحل شمال كاليفورنيا.

إلى الشمال مباشرة من خليج سان فرانسيسكو ، في بلد النبيذ الشهير في مقاطعة سونوما ، تسببت العاصفة في هطول أكثر من 21 بوصة من الأمطار. بلغ ارتفاع النهر الروسي 45.4 قدمًا - 13.4 قدمًا فوق مرحلة الفيضان.

للمرة الخامسة خلال أربعة عقود ، غُمرت مدينة غيرنفيل تحت مياه الفيضانات البنية الغامضة للنهر الروسي السفلي. وقدرت الأضرار في مقاطعة سونوما وحدها بأكثر من  مليون دولار أمريكي.

لفتت أحداث كهذه الانتباه في السنوات الأخيرة ، لكن الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي ليست جديدة. لقد تجولوا في السماء لملايين السنين ، ناقلين بخار الماء من خط الاستواء نحو القطبين.

في الستينيات صاغ علماء الأرصاد الجوية عبارة "Pineapple Express" لوصف آثار العواصف التي نشأت بالقرب من هاواي وحملت بخار الماء الدافئ إلى سواحل أمريكا الشمالية. بحلول أواخر التسعينيات ، وجد علماء الغلاف الجوي أن أكثر من 90٪ من رطوبة العالم من المناطق المدارية وشبه المدارية قد تم نقلها إلى خطوط العرض الأعلى بواسطة أنظمة مماثلة ، والتي أطلقوا عليها اسم "الأنهار الجوية".

في الظروف الجافة ، يمكن للأنهار الجوية أن تجدد إمدادات المياه وتطفئ حرائق الغابات الخطيرة. في الظروف الرطبة ، يمكن أن تسبب فيضانات مدمرة وتدفقات الحطام ، وتعيث فسادا في الاقتصادات المحلية.

مفيدة وضارة

لقد عرف الباحثون لبعض الوقت أن الفيضانات بسبب الأنهار الجوية قد تكلف الكثير من المال ، ولكن حتى دراستنا لم يكن أحد قد حدد هذه الأضرار. استخدمنا فهرسًا لأحداث الأنهار في الغلاف الجوي قام بتجميعه معهد سكريبس لمركز علوم المحيطات في الطقس الغربي والظروف المائية المتطرفة ، وقمنا بمطابقته مع 40 عامًا من سجلات التأمين ضد الفيضانات و 20 عامًا من تقديرات أضرار خدمة الطقس الوطنية.

وجدنا أن أنهار الغلاف الجوي تسببت في أضرار فيضانات قدرها 0.1 مليار في المتوسط ​​سنويًا في غرب الولايات المتحدة. ارتبط أكثر من 80٪ من جميع أضرار الفيضانات في الغرب في السنوات التي درسناها بأنهار الغلاف الجوي. في بعض المناطق ، مثل شمال كاليفورنيا الساحلية ، تسببت هذه الأنظمة في أكثر من 99٪ من الأضرار.

أظهرت بياناتنا أنه في متوسط ​​عام ، وصل حوالي 40 نهرًا في الغلاف الجوي إلى اليابسة على طول ساحل المحيط الهادئ في مكان ما بين باجا كاليفورنيا وكولومبيا البريطانية. كانت معظم هذه الأحداث حميدة: لم يتسبب نصفها تقريبًا في خسائر مؤمن عليها ، وقد عملت هذه العواصف على تجديد إمدادات المياه في المنطقة.

لكن كان هناك عدد من الاستثناءات. استخدمنا مقياس تصنيف الأنهار الجوية الذي تم تطويره مؤخرًا والذي يصنف العواصف من 1 إلى 5 ، على غرار أنظمة تصنيف الأعاصير والأعاصير. كان هناك ارتباط واضح بين هذه الفئات والأضرار الملحوظة.

تسببت عواصف الأنهار في الغلاف الجوي 1 (AR1) والعواصف AR2 في أضرار تقدر بأقل من مليون. تسببت عواصف AR4 و AR5 في أضرار متوسطة في العشرينيات والمئات من الملايين من الدولارات على التوالي. ولّدت أكثر من AR4s و AR5s ضررًا تأثيرات تزيد عن مليار لكل عاصفة. حدثت هذه العواصف التي تبلغ قيمتها مليار دولار كل ثلاث إلى أربع سنوات.

جو رطب يعني عواصف أسوأ

كان اكتشافنا الأكثر أهمية هو العلاقة الأسية بين شدة الأنهار في الغلاف الجوي والأضرار الناجمة عن الفيضانات. ارتبطت كل زيادة في المقياس من 1 إلى 5 بزيادة قدرها 10 أضعاف في الأضرار.

صاغت العديد من الدراسات الحديثة كيف ستتغير أنهار الغلاف الجوي في العقود القادمة. الآلية بسيطة: الغازات الدافئة تحبس الحرارة في الغلاف الجوي وتسخن الكوكب. يؤدي هذا إلى تبخر المزيد من المياه من المحيطات والبحيرات ، وزيادة الرطوبة في الهواء تجعل أنظمة العواصف أقوى.

مثل الأعاصير ، من المتوقع أن تنمو الأنهار في الغلاف الجوي لفترة أطول وأوسع نطاقا وأكثر رطوبة في مناخ الاحترار. توحي اكتشافنا أن الأضرار تزداد أضعافا مضاعفة مع الشدة إلى أنه حتى الزيادات المتواضعة في كثافة الأنهار في الغلاف الجوي يمكن أن تؤدي إلى تأثيرات اقتصادية أكبر بكثير

تحسين التنبؤ أمر بالغ الأهمية

أعتقد أن تحسين أنظمة التنبؤ بالغلاف الجوي يجب أن يكون أولوية للتكيف مع تغير المناخ. يمكن أن يوفر الفهم الأفضل لكثافة الأنهار في الغلاف الجوي ومدتها ومواقع سقوط اليابسة معلومات قيمة للسكان والمستجيبين في حالات الطوارئ.

من المهم أيضًا تثبيط البناء الجديد في المناطق عالية الخطورة ومساعدة الناس على الانتقال إلى مواقع أكثر أمانًا بعد الكوارث الكبرى ، بدلاً من إعادة البناء في المكان.

أخيرًا ، تؤكد دراستنا على الحاجة إلى تقليل انبعاثات غازات الدفيئة العالمية. ستستمر هذه العواصف ، وستزداد قوة. من وجهة نظري ، فإن تثبيت نظام المناخ العالمي هو الطريقة الوحيدة طويلة المدى لتقليل الأضرار الاقتصادية والمخاطر التي تتعرض لها المجتمعات الضعيفة.

لماذا تسقط بعض الأمطار أكثر صعوبة من غيرها من الأمطار؟

تظهر الانهيارات الطينية القاتلة في كاليفورنيا الحاجة إلى خرائط وتقسيم مناطق يعكس بشكل أفضل مخاطر الانهيارات الأرضية

تكشف الأقمار الصناعية عن رؤية جديدة لمياه الأرض من الفضاء

يتلقى توم كورينجهام تمويلًا من الولايات المتحدة مكتب الاستصلاح برنامج تطبيقات المناخ في كاليفورنيا - نيفادا (CNAP) ، وهو فريق إقليمي للعلوم والتقييمات المتكاملة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي ؛ مركز علوم التكيف مع المناخ الجنوبي الغربي (SWCASC) ، الولايات المتحدة المسح الجيولوجي المركز الوطني لعلوم التكيف مع المناخ ؛ والبرامج والمبادرات البحثية متعددة الحرم الجامعي من خلال مكتب الرئيس بجامعة كاليفورنيا.