تطور الإعصار إيدا بسرعة إلى عاصفة وحشية. عالم المحيطات يشرح لماذا

تتغير درجة الحرارة مع دوران الدوامات على طول ساحل الولايات المتحدة. (ناسا / مركز جودارد لرحلات الفضاء)

بينما كان الإعصار إيدا يتجه نحو خليج المكسيك ، كان فريق من العلماء يراقب عن كثب بركة عملاقة تدور ببطء من الماء الدافئ أمامها مباشرة في طريقها.

كان ذلك المسبح الدافئ ، الدوامة ، علامة تحذير. كان عرضه حوالي 125 ميلاً (200 كيلومتر). وكان على وشك إعطاء إيدا دفعة القوة التي ستحولها في غضون أقل من 24 ساعة من إعصار ضعيف إلى عاصفة من الفئة الرابعة الخطيرة التي ضربت لويزيانا خارج نيو أورليانز في 29 أغسطس 2021.

نيك شاي ، عالم المحيطات في جامعة ميامي مدرسة روزنستيل لعلوم البحار والغلاف الجوي كان أحد هؤلاء العلماء. يشرح كيف أن هذه الدوامات ، جزء مما يعرف باسم حلقة التيار ، تساعد على تكثيف العواصف بسرعة لتتحول إلى أعاصير ضخمة.

كيف تتشكل هذه الدوامات؟

تيار الحلقة هو مكون رئيسي لدوران كبير ، تيار دائري ، يدور في اتجاه عقارب الساعة في شمال المحيط الأطلسي.

ترتبط قوتها بتدفق المياه الدافئة من المناطق الاستوائية والبحر الكاريبي إلى خليج المكسيك ثم إلى الخارج مرة أخرى عبر مضيق فلوريدا ، بين فلوريدا وكوبا. من هناك ، يشكل قلب تيار الخليج ، الذي يتدفق شمالًا على طول الساحل الشرقي.

في الخليج ، يمكن أن يبدأ هذا التيار في إلقاء الدوامات الدافئة الكبيرة عندما يتجه شمالًا بالقرب من خط عرض فورت مايرز بولاية فلوريدا. في أي وقت من الأوقات ، يمكن أن يكون هناك ما يصل إلى ثلاث دوامات دافئة في الخليج. تأتي المشكلة عندما تتشكل هذه الدوامات خلال موسم الأعاصير. يمكن أن يتسبب ذلك في كارثة للمجتمعات الساحلية حول الخليج.

المياه شبه الاستوائية لها درجة حرارة وملوحة مختلفة من مياه الخليج المشتركة ، لذلك من السهل التعرف على دواماتها. لديهم مياه دافئة على السطح ودرجات حرارة 78 درجة فهرنهايت (26 درجة مئوية) أو أكثر في طبقات المياه التي تمتد على عمق حوالي 400 أو 500 قدم (حوالي 120 إلى 150 مترًا).

نظرًا لأن فرق الملوحة القوي يمنع اختلاط هذه الطبقات وتبريدها ، فإن الدوامات الدافئة تحتفظ بكمية كبيرة من الحرارة.

عندما تنتهي الحرارة على سطح المحيط حوالي 78 فهرنهايت (26 درجة مئوية) ، يمكن أن تتشكل الأعاصير وتشتد. الدوامة التي مرت عليها إيدا كانت ذات درجات حرارة سطحية أكثر من 86 درجة فهرنهايت (30 درجة مئوية).

كيف عرفت أن هذه الدوامة ستكون مشكلة؟

نحن نراقب محتوى حرارة المحيطات من الفضاء كل يوم وراقب ديناميكيات المحيطات ، خاصة خلال أشهر الصيف. ضع في اعتبارك أن الدوامات الدافئة في فصل الشتاء يمكنها أيضًا تنشيط الأنظمة الأمامية في الغلاف الجوي ، مثل `` عاصفة القرن '' التي تسببت في عواصف ثلجية عبر الجنوب العميق في عام 1993.

لقياس الخطر الذي يمثله تجمع الحرارة هذا على إعصار إيدا ، قمنا بتحليق الطائرات فوق أجهزة القياس الدوامة والسقوط ، بما في ذلك ما يعرف بالمواد الاستهلاكية.

ان قابلة للتغيير ينزل بالمظلات إلى السطح ويطلق مسبارًا ينزل حوالي 1300 إلى 5000 قدم (400 إلى 1500 متر) تحت السطح. ثم ترسل البيانات مرة أخرى حول درجة الحرارة والملوحة.

كانت هذه الدوامة شديدة الحرارة وصولا إلى حوالي 480 قدما (حوالي 150 مترًا) تحت السطح. حتى لو تسببت رياح العاصفة في بعض الاختلاط بالمياه الباردة على السطح ، فلن تختلط تلك المياه العميقة تمامًا. كانت الدوامة ستبقى دافئة وتستمر في توفير الحرارة والرطوبة.

هذا يعني أن Ida كانت على وشك الحصول على ملف إمدادات هائلة من الوقود .

عندما يمتد الماء الدافئ عميقًا هكذا ، نبدأ في رؤية انخفاض الضغط الجوي. يتم نقل الرطوبة ، والتي يشار إليها أيضًا باسم الحرارة الكامنة ، من المحيط إلى الغلاف الجوي على الدوامات الدافئة نظرًا لأن الدوامات لا تبرد بشكل كبير.

مع استمرار هذا الإصدار من الحرارة الكامنة ، تستمر الضغوط المركزية في الانخفاض. في النهاية ستشعر الرياح السطحية بتغير الضغط الأفقي الأكبر عبر العاصفة وتبدأ في التسارع.

هذا ما رأيناه قبل يوم من وصول الإعصار إيدا إلى اليابسة. بدأت العاصفة تشعر بأن الماء الدافئ حقًا في الدوامة. مع استمرار الضغط في الانخفاض ، تصبح العواصف أقوى وأكثر تحديدًا.

عندما ذهبت إلى الفراش في منتصف الليل في تلك الليلة ، كانت سرعة الرياح حوالي 105 أميال في الساعة. عندما استيقظت بعد بضع ساعات وتحققت من تحديث المركز الوطني للأعاصير ، كانت السرعة 145 ميلًا في الساعة ، وأصبحت إيدا إعصارًا كبيرًا.

هل التكثيف السريع تطور جديد؟

لقد عرفنا عنه هذا التأثير على الأعاصير لسنوات ، ولكن الأمر استغرق بعض الوقت لخبراء الأرصاد الجوية لإيلاء المزيد من الاهتمام لمحتوى حرارة المحيط العلوي وتأثيره على التكثيف السريع.

في عام 1995، إعصار أوبال كانت عاصفة استوائية ضئيلة تتعرج في الخليج. غير معروف لخبراء الأرصاد في ذلك الوقت ، كان هناك دوامة دافئة كبيرة في وسط الخليج ، تتحرك بسرعة مثل حركة المرور في ميامي في ساعة الذروة ، مع يصل الماء الدافئ إلى حوالي 150 مترًا .

رأى جميع خبراء الأرصاد الجوية في بيانات الأقمار الصناعية درجة حرارة السطح ، لذلك عندما اشتدت كثافة أوبال بسرعة في طريقها لتصل في النهاية إلى فلوريدا بانهاندل ، فاجأت الكثير من الناس.

اليوم ، يراقب خبراء الأرصاد الجوية عن كثب أماكن تواجد برك الحرارة. ليس كل عاصفة كل الظروف المناسبة . الكثير من قص الرياح يمكن أن تمزق العاصفة ، ولكن عندما تكون الظروف الجوية ودرجات حرارة المحيط مواتية للغاية ، يمكنك الحصول على هذا التغيير الكبير.

إعصارا كاترينا وريتا عام 2005 كان له نفس التوقيع إلى حد كبير مثل إيدا. لقد ذهبوا فوق دوامة دافئة كانت تستعد للتو للسقوط من Loop Current.

إعصار مايكل في عام 2018 لم يمر عبر دوامة ، لكنه تجاوز خيوط الدوامة - مثل الذيل - حيث كان ينفصل عن Loop Current. تكثفت كل من هذه العواصف بسرعة قبل أن تضرب الأرض.

بالطبع ، هذه الدوامات الدافئة هي الأكثر شيوعًا خلال موسم الأعاصير. سترى هذا يحدث أحيانًا على طول ساحل المحيط الأطلسي أيضًا ، لكن خليج المكسيك وشمال غرب البحر الكاريبي أكثر احتواءًا ، لذلك عندما تشتد عاصفة هناك ، سيضرب شخص ما.

عندما يشتد بالقرب من الساحل ، كما فعلت إيدا ، يمكن أن يكون كارثيًا على سكان الساحل.

ماذا فعلت تغير المناخ يجب أن تفعل به؟

نعلم الاحتباس الحراري يحدث ، ونحن نعلم ذلك ترتفع درجات حرارة السطح في خليج المكسيك وأماكن أخرى. عندما يتعلق الأمر بالتكثيف السريع ، فإن وجهة نظري هي أن الكثير من هؤلاء الديناميكا الحرارية محلية. ما مدى أهمية الدور الذي يلعبه الاحتباس الحراري لا يزال غير واضح.

هذا مجال من مجالات البحث الخصب. نراقب المحتوى الحراري للمحيطات في الخليج منذ أكثر من عقدين. من خلال مقارنة قياسات درجة الحرارة التي أخذناها خلال إيدا والأعاصير الأخرى مع بيانات الأقمار الصناعية وغيرها من بيانات الغلاف الجوي ، يمكن للعلماء أن يفهموا بشكل أفضل الدور الذي تلعبه المحيطات في التكثيف السريع للعواصف.

بمجرد أن نحصل على هذه الملفات الشخصية ، يمكن للعلماء تحسين محاكاة نماذج الكمبيوتر المستخدمة في التنبؤات لتقديم تحذيرات أكثر تفصيلاً ودقة في المستقبل.

نيك شاي ، أستاذ علم المحيطات ، جامعة ميامي .

تم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة بموجب رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقالة الأصلية .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.