المصدر: Science Advances
الفكرة الأساسية
تشير أبحاث جديدة إلى العلاقة الوثيقة بين الأعمدة الترابية المنقولة من صحراء الصحراء الكبرى في أفريقيا وهطول الأمطار من الأعاصير المدارية* على طول ساحل خليج الولايات المتحدة وفلوريدا.
تفاصيل القصة
تقوم أعمدة ضخمة من غبار الصحراء الكبرى* بالانتقال عبر المحيط الأطلسي ويمكنها أن تقلل من تكوين الأعاصير فوق المحيط وتؤثر على الطقس في أمريكا الشمالية. ولكن الأعمدة الترابية الكثيفة يمكن أن تؤدي أيضًا إلى هطول أمطار غزيرة، وربما تدمير أكبر، من العواصف التي تضرب اليابسة. تكشف الأبحاث عن علاقة غير معروفة سابقًا بين هطول الأمطار من الأعاصير وأعمدة غبار الصحراء الكبرى*.
قال المؤلف الرئيسي يوان وانغ، أستاذ مساعد في علوم نظام الأرض في مدرسة ستانفورد لدراسات الاستدامة: "بشكل مفاجئ، العامل الرئيسي الذي يتحكم في هطول الأمطار من الأعاصير ليس كما كان يعتقد تقليديًا، درجة حرارة سطح البحر أو الرطوبة في الجو. بدلاً من ذلك، هو غبار الصحراء الكبرى*".
وجدت دراسات سابقة أن نقل غبار الصحراء الكبرى* قد ينخفض بشكل كبير في العقود القادمة وأن هطول الأمطار من الأعاصير سيزداد على الأرجح بسبب التغير المناخي الناجم عن الأنشطة البشرية. ومع ذلك، تبقى الأسئلة حول كيفية تأثير التغير المناخي* على تدفقات الغبار من الصحراء الكبرى وكمية الأمطار التي نتوقعها من الأعاصير المستقبلية. كما تدور أسئلة أخرى حول العلاقات المعقدة بين غبار الصحراء و حرارة المحيطات وتكوين الأعاصير وشدتها وهطول الأمطار. ملء هذه الفجوات سيكون حاسمًا للتنبؤ ولتخفيف تأثيرات التغير المناخي*.
وقال وانغ: "تعد الأعاصير من بين أكثر الظواهر الجوية تدميرًا على الأرض". حتى الأعاصير الضعيفة نسبيًا يمكن أن تنتج أمطارًا غزيرة وفيضانات على بعد مئات الأميال من الداخل. "بالنسبة للتنبؤات الجوية التقليدية، وخاصة تنبؤات الأعاصير، لا أعتقد أن الغبار قد حصل على الاهتمام الكافي حتى الآن."
يستطيع الغبار أن يكون له تأثيرات استباقية على العواصف المدارية، والتي تُصنف كأعاصير في شمال المحيط الأطلسي ووسط وشمال شرق المحيط الهادئ عندما تصل السرعة القصوى للرياح المستدامة إلى 74 ميلاً في الساعة أو أكثر.
قال وانغ: "يمكن لجسيمات الغبار أن تجعل الغيوم الجليدية تتكون بكفاءة أكبر في نواة الإعصار، مما يمكن أن ينتج عنه المزيد من الأمطار"، مشيرًا إلى هذا التأثير كتأثير التعزيز الميكروفيزيائي*. يمكن للغبار أيضًا أن يحجب الإشعاع الشمسي ويبرد درجات حرارة سطح البحر حول نواة الإعصار، مما يضعف الإعصار المداري.
بدأ وانغ وزملاؤه بتطوير نموذج تعلم آلي قادر على التنبؤ بهطول الأمطار من الأعاصير، ثم تحديد العلاقات الرياضية والفيزيائية الأساسية. استخدم الباحثون 19 عامًا من البيانات الجوية وملاحظات هطول الأمطار عبر الأقمار الصناعية كل ساعة للتنبؤ بهطول الأمطار من الأعاصير الفردية.
أظهرت النتائج أن مؤشرًا رئيسيًا لهطول الأمطار هو عمق البصريات الترابية*، وهو مقياس لكمية الضوء التي تتخلل عبر العمود الترابي. وكشفت عن علاقة على شكل العرجون حيث تزداد كمية الأمطار مع عمق البصريات الترابية* بين 0.03 و 0.06، وتنخفض بشكل حاد بعد ذلك. بعبارة أخرى، عند التراكيز العالية، ينتقل الغبار من تعزيز الأمطار إلى تقليلها.
قال وانغ: "عادة، عندما يكون تحميل الغبار منخفضًا، يكون تأثير التعزيز الميكروفيزيائي* أكثر وضوحًا. إذا كان تحميل الغبار مرتفعًا، يمكنه بكفاءة أكبر حجب سطح [المحيط] من ضوء الشمس، وما نسميه تأثير القمع الإشعاعي* سيكون هو المسيطر".
المصطلحات الأساسية(*)
