رؤية إعصار قبل تشكله قد تبدو خيالًا علميًا، لكن علوم الطقس تقترب من تحقيق هذا الهدف، لم يعد التنبؤ يعتمد فقط على رصد الخطر في اللحظة الأخيرة.
الأنظمة الحديثة القائمة على الحواسيب تحلل بيئات العواصف بدقة كبيرة، ما يساعد الخبراء على التنبؤ بالعواصف القادرة على التسبب في أضرار جسيمة.
واحد من هذه الأنظمة يسمى نظام التحذير على التنبؤ (WoFS)، ويظهر وعدًا قويًا في منح الناس وقتًا أكبر للاستعداد والبقاء آمنين.
قام باحثون من جامعة كانساس بالتعاون مع علماء من وكالات الأرصاد الوطنية لاختبار مدى قدرة WoFS على التمييز بين العواصف المنتجة للأعاصير وتلك التي تنتج فقط بردًا كبيرًا.
تحذيرات الأعاصير تعطي وقتًا قصيرًا
حاليًا، تصل معظم تحذيرات الأعاصير قبل حوالي 15 دقيقة من بدء الأضرار، تكشف الرادارات عن الدوران، أو يبلغ المراقبون المدربون عن الغيوم القمعية، ثم تصدر التحذيرات مباشرة بعد ذلك.
الدراسة نُشرت في مجلة Weather and Forecasting.
“الآن، عند إصدار أي تحذيرات أو تنبؤات للأعاصير والطقس القاسي، نستخدم نموذج التحذير عند الرصد فقط”، قال ديفيد ران، أستاذ الجغرافيا والدراسات الجوية في جامعة كانساس.
قد تتوفر تنبؤات الطقس القاسي قبل أيام، لكن التحذيرات تنتظر حتى يظهر الخطر، هذا الإشعار القصير يترك وقتًا قليلًا للتخطيط للطوارئ أو تنفيذ إجراءات السلامة في المدارس أو تنسيق المستشفيات.
أداة تغير التنبؤ
يستخدم نظام WoFS منهجية مختلفة، بدلاً من الانتظار لتأكيد الرادار، يدرس النظام بيئات العواصف ويتنبأ بالنتائج المحتملة قبل تشكل الإعصار.
يقوم WoFS بتشغيل العديد من المحاكاة عالية الدقة بفواصل زمنية قصيرة، ويجمع بين بيانات الرادار والأقمار الصناعية والسطح. تستكشف النماذج الحاسوبية مسارات العواصف ونتائجها المحتملة، مما يمنح المتنبئين رؤية أوسع لسلوك العواصف وعدم اليقين في مراحلها المبكرة.
“الهدف هو زيادة وقت التحذير إلى ما بعد الـ 15 دقيقة المعتادة”، قال ران، “في بعض الحالات، يمكن للنظام أن يمد الوقت إلى ساعة قبل وقوع الحدث الفعلي”.
تمنح الساعة الإضافية المجتمعات القدرة على التصرف بهدوء وفعالية.
أهمية بيئة العاصفة
ليست كل العواصف القوية تنتج إعصارًا، كثير من العواصف تجلب بردًا غزيرًا أو أمطارًا دون أن يصل الدوران إلى سطح الأرض، فهم بيئة العواصف يوضح هذه الفروق.
درس الباحثون 41 عاصفة فائقة الخلايا في سهول الولايات المتحدة، هذه العواصف هي عواصف رعدية دوّارة قادرة على التسبب في أضرار شديدة، بعض العواصف أنتجت أعاصير مصنفة EF1 أو أعلى، بينما أنتجت أخرى بردًا كبيرًا فقط.
أظهرت النتائج نمطًا واضحًا: العواصف المنتجة للأعاصير توجد في بيئات تحتوي على مناطق واسعة وأقوى من الدوران الهوائي بالقرب من سطح الأرض، والمعروفة باسم الالتواء النسبي للعاصفة (storm-relative helicity).
“يشبه الأمر كرة كرة القدم الملتفة التي عند مواجهتها لصعود العاصفة، تنحرف عموديًا”، قال ران “هذا الدوران العمودي هو ما يستفيد منه الإعصار”.
المناطق الأكبر من هذا الدوران تزيد خطر الإعصار أكثر من قياس واحد متطرف فقط.
إشارات بيئية أخرى مهمة
أسهمت قواعد الغيوم المنخفضة بشكل كبير، العواصف ذات قواعد الغيوم المنخفضة أظهرت احتمالًا أعلى لتشكيل إعصار، لأن انخفاض ارتفاع الغيوم يسمح للدوران بالتمدد عموديًا بسهولة أكبر.
كما لعب قص الرياح في الطبقات القريبة من الأرض دورًا مهمًا، حيث أن تغير السرعة والاتجاه بسرعة قرب السطح يغذي الدوران داخل العواصف.
تتبعت المحاكاة الحاسوبية تدفق الهواء نحو العواصف. أظهرت العواصف المنتجة للأعاصير زيادة مستمرة في الدوران خلال الساعة الأخيرة قبل الاصطدام، بينما لم تظهر العواصف المنتجة للبرد هذه الزيادة، وقد رصد WoFS هذه التفاصيل الدقيقة قبل أن يصبح كشف الرادار ممكنًا.
استخدام نظام تحذير الأعاصير
قاد جيرود كوفمان مشروع البحث كطالب دراسات عليا في جامعة كانساس.
“كان المؤلف الرئيسي طالبي في الماجستير، وكان هذا مشروع رسالته”، قال ران “ويعمل الآن في خدمة الطقس الوطنية في ويتشيتا”.
المتنبئون في خدمة الطقس الوطنية هم المستخدمون الرئيسيون لـ WoFS، لكن النظام قائم على السحابة ومتاحة مجانًا للمتخصصين والجمهور.
“خدمة الطقس الوطنية هي خدمة عامة، لذلك منتجاتها عادة ما تكون متاحة مجانًا للجمهور”، أضاف ران.
زيادة وقت التحذير تنقذ الأرواح
يستفيد مدراء الطوارئ بشكل كبير من زيادة وقت التحذير، يمكن تحريك سيارات الإسعاف إلى مواقع آمنة، وتجهيز فرق الطوارئ في المستشفيات، وتأمين الطلاب في المدارس مسبقًا.
“فرق ساعة واحدة مقارنة بـ 15 دقيقة مفيد للغاية للجميع”، قال ران.
لا يزال WoFS تحت الاختبار، لكن نتائجه أظهرت وعدًا قويًا بالفعل، التحذيرات المبكرة تعني عائلات أكثر أمانًا، واستعدادًا أفضل، وحياة أقل خسارة عند ضرب العواصف الشديدة.
