لماذا لا يزال من الصعب التنبؤ بالأعاصير القمعية - على الرغم من تحسن التنبؤات بالعواصف؟

خبراء الأرصاد الجوية بدأ التحذير من الطقس القاسي مع احتمال الأعاصير قبل عدة أيام مزقت العواصف الجنوب الشرقي و الولايات المتحدة الوسطى في أواخر مارس 2023.عند نقطة واحدة، أكثر من 28 مليون شخص كانوا تحت أ ساعة اعصار.لكن التحديد الدقيق للمكان الذي سيهبط فيه الإعصار - مثل الأعاصير التي ضربت (رولينج فورك، ميسيسيبي)., ، في 24 مارس، والمدن في أركنساس, إلينوي و ولايات أخرى متعددة في 31 مارس - لا يزال يعتمد بشكل كبير على رؤية تطور العواصف على الرادار. كريس نوفوتارسكي, ، عالم الغلاف الجوي، يشرح لماذا وكيف تتحسن تكنولوجيا التنبؤ.

لماذا لا يزال من الصعب التنبؤ بالأعاصير؟

لقد أصبح علماء الأرصاد الجوية أفضل كثيرًا في التنبؤ بالظروف التي تجعل الأعاصير أكثر احتمالا.لكن التنبؤ بالضبط بالعواصف الرعدية التي ستنتج إعصارًا ومتى يكون ذلك أصعب، وهذا هو ما تركز عليه الكثير من أبحاث الطقس القاسي اليوم.

في كثير من الأحيان، سيكون لديك خط من العواصف الرعدية في بيئة تبدو مناسبة للأعاصير القمعية، وقد تنتج عاصفة واحدة إعصارًا ولكن لا تنتج العواصف الأخرى.

قد تكون الاختلافات بينهما بسبب الاختلافات الصغيرة في متغيرات الأرصاد الجوية التي لا يمكن حلها بواسطة شبكات المراقبة الحالية أو نماذج الكمبيوتر.وحتى التغيرات في ظروف سطح الأرض - الحقول أو مناطق الغابات أو البيئات الحضرية - يمكن أن تؤثر على ما إذا كان الإعصار يتشكل أم لا.يمكن أن يكون لهذه التغييرات الصغيرة في بيئة العواصف تأثيرات كبيرة على العمليات داخل العواصف التي يمكن أن تسبب إعصارًا أو تكسره.

يرتبط أحد أقوى المتنبئين بما إذا كانت العاصفة الرعدية تنتج إعصارًا أم لا قص الرياح العمودية, وهي الطريقة التي تتغير بها الرياح اتجاهها أو سرعتها مع الارتفاع في الغلاف الجوي.

كيف يتفاعل قص الرياح مع الهواء المبرد بالمطر داخل العواصف، والذي نسميه "التدفق الخارجي"، وكمية تبخر الهطول يمكن أن تؤثر على ما إذا كان الإعصار يتشكل أم لا.إذا كنت قد تعرضت لعاصفة رعدية من قبل، فأنت تعلم أنه قبل أن يبدأ هطول الأمطار مباشرة، غالبًا ما تهب عليك عاصفة من الهواء البارد تنطلق من العاصفة.تعتبر خصائص تدفق الهواء البارد مهمة لتحديد ما إذا كان الإعصار يمكن أن يتشكل، لأن الأعاصير تتشكل عادة في ذلك الجزء الأكثر برودة من العاصفة.

إلى أي مدى يمكنك معرفة ما إذا كان الإعصار من المحتمل أن يكون كبيرًا وقويًا؟

الغالبية العظمى من الأعاصير العنيفة تتشكل من الخلايا الفائقة, ، عواصف رعدية ذات تيار صاعد عميق يدور، يسمى "الإعصار المتوسط". يمكن لقص الرياح العمودي أن يمكّن المستويات الوسطى من العاصفة من الدوران، ويمكن أن يؤدي الشفط الصاعد من هذا الإعصار المتوسط ​​إلى تكثيف الدوران داخل تدفق العاصفة إلى إعصار.

إذا كان لديك خلية خارقة على الرادار ولها دوران قوي فوق الأرض، فغالبًا ما يكون ذلك بمثابة مقدمة للإعصار.تشير بعض الأبحاث إلى ذلك من المرجح أن يؤدي الإعصار المتوسط ​​الأوسع إلى إنشاء إعصار أقوى, إعصار أطول أمدا من العواصف الأخرى.

ينظر خبراء الأرصاد أيضًا إلى الظروف البيئية للعاصفة، مثل درجة الحرارة والرطوبة وقص الرياح.يقدم ذلك المزيد من الأدلة على أن العاصفة من المحتمل أن تنتج إعصارًا كبيرًا.

النسبة المئوية للأعاصير التي إطلاق تحذير وقد تزايدت خلال العقود الأخيرة، بسبب رادار دوبلر, وتحسين النمذجة وفهم أفضل لبيئة العاصفة.عن 87% من الأعاصير القاتلة من 2003 إلى 2017 حصل على إنذار مسبق.

كما تم تحسين المهلة الزمنية للتحذيرات.على العموم هو حوالي 10 إلى 15 دقيقة الآن.وهذا وقت كافٍ للوصول إلى الطابق السفلي الخاص بك، أو للعثور على منشأة آمنة إذا كنت في ساحة انتظار المقطورات أو بالخارج.لن تستغرق كل عاصفة وقتًا طويلاً، لذا من المهم الوصول إلى المأوى بسرعة.

ما الذي يكتشفه الباحثون اليوم عن الأعاصير التي يمكن أن تساعد في حماية الأرواح في المستقبل؟

إذا كنت تفكر في العودة إلى فيلم "تويستر"، في أوائل التسعينيات، بدأنا في القيام بالمزيد من العمل الميداني بشأن الأعاصير.كنا نخرج الرادار في الشاحنات ونقود المركبات بأدوات مثبتة على السقف في العواصف.وذلك عندما بدأنا حقًا في تقدير ما نسميه العمليات على نطاق العاصفة - الظروف داخل العاصفة نفسها، وكيف يمكن للتغيرات في درجة الحرارة والرطوبة في التدفق الخارجي أن تؤثر على احتمالية حدوث الأعاصير.

ومع ذلك، لا يستطيع العلماء إطلاق منطاد الطقس أو إرسال أدوات في كل عاصفة.لذلك، نستخدم أيضًا أجهزة الكمبيوتر لنمذجة العواصف لفهم ما يحدث في الداخل.في كثير من الأحيان، سنقوم بتشغيل عدة نماذج، يشار إليها بالمجموعات.على سبيل المثال، إذا أنتجت تسعة من كل 10 نماذج إعصارًا، فإننا نعلم أن هناك فرصة كبيرة لأن تنتج العاصفة أعاصير.

قام المختبر الوطني للعواصف الشديدة مؤخرًا بإجراء تجارب على تحذيرات الإعصار بناءً على هذه النماذج، والتي تسمى تحذير على التنبؤ, ، لزيادة المهلة الزمنية لتحذيرات الإعصار.

هناك الكثير من مجالات البحث الأخرى.على سبيل المثال، لفهم كيفية تشكل العواصف بشكل أفضل، أقوم بالكثير من نماذج الكمبيوتر المثالية.لذلك، أستخدم نموذجًا مع بيئة عاصفة مبسطة وأقوم بإجراء تغييرات صغيرة على البيئة لأرى كيف يغير ذلك الفيزياء داخل العاصفة نفسها.

هناك أيضًا أدوات جديدة في مطاردة العواصف.لقد حدث انفجار في استخدام الطائرات بدون طيار - حيث يقوم العلماء بوضع أجهزة استشعار في المركبات الجوية بدون طيار تحلق بهم بالقرب وأحيانا في العاصفة.

لقد تحول تركيز أبحاث الأعاصير أيضًا من السهول الكبرى - "زقاق الإعصار" التقليدي - إلى الجنوب الشرقي.

ما هو المختلف في الأعاصير في الجنوب الشرقي؟

في الجنوب الشرقي هناك بعض التأثيرات المختلفة على العواصف مقارنة بالسهول الكبرى.يحتوي الجنوب الشرقي على المزيد من الأشجار وتضاريس أكثر تنوعًا، كما يحتوي على المزيد من الرطوبة في الغلاف الجوي لأنه قريب من خليج المكسيك.تميل إلى أن تكون هناك مزيد من الوفيات في الجنوب الشرقي أيضًا، لأن يتشكل المزيد من الأعاصير في الليل.

نميل إلى رؤية المزيد من الأعاصير في الجنوب الشرقي والتي تكون في صفوف من العواصف الرعدية تسمى "أنظمة الحمل الحراري شبه الخطية". يمكن أن تكون العمليات التي تؤدي إلى الأعاصير في هذه العواصف مختلفة، ويتعلم العلماء المزيد عن ذلك.

اقترحت بعض الأبحاث أيضًا بداية التحول المناخي في الأعاصير باتجاه الجنوب الشرقي.ومع ذلك، قد يكون من الصعب فصل الزيادة في العواصف عن التكنولوجيا الأفضل التي تكتشف المزيد من الأعاصير.لذلك، هناك حاجة إلى مزيد من البحوث.

تم تحديث هذه المقالة في 31 مارس 2023، مع الأعاصير في أركنساس ووسط الولايات المتحدة.