الأرصاد الجوية... توقعات طقس دقيقة لفترات طويلة

قلة المتغيرات المناخية في المناطق الاستوائية توفر تنبؤات أفضل

يتوقع الخبراء أن يساهم التقدم التقني في الحصول على توقعات مسبقة وأكثر دقة للأحوال الجوية تغطي أسابيع ولا سيما في المناطق الاستوائية.
كيف سيكون الحال لو أننا نستطيع الحصول على تقرير دقيق للأحوال الجوية لمدة ثلاثة أسابيع؟ قد يصبح هذا الأمر ممكنًا قريبًا في بعض مناطق العالم.
توقعات موثوقة
تقول الجمعية الأميركية للأرصاد الجوية إن الخبراء يستطيعون اليوم تقديم توقعات موثوقة لحالة الطقس لثمانية أيام في معظم أنحاء الولايات المتحدة. في السنوات الأخيرة، أظهرت الأبحاث أن تحسين التقنية قد يعزز دقة توقعات الأرصاد الجوية لمدة تصل إلى 15 يومًا. ووجدت دراسة أخيرة نشرها فالكو جادت، الباحث في الغلاف الجوي في المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي في بولدر، كولومبيا، أن احتمال التوصل إلى هذه التوقعات الدقيقة أكبر في المناطق الاستوائية.
أجرى الدكتور جادت سلسلة من تجارب المحاكاة لنماذج المناخ العالمي. وكما كان متوقعًا، فشلت إمكانية التوصل إلى توقعات دقيقة للأرصاد الجوية لأكثر من أسبوعين في المناطق القطبية وكذلك تلك الواقعة على خطوط العرض المتوسطة والتي تغطي معظم الولايات المتحدة. ولكن النتيجة اختلفت في المناطق الاستوائية حيث أظهر النموذج إمكانية الحصول على توقعات دقيقة لفترة تتجاوز 20 يومًا، ما يرجح أن التوقعات المناخية ستغطي في يومٍ من الأيام المناخ الاستوائي بدقة قبل ثلاثة أسابيع من حصوله وربما لفترة أطول في المستقبل.
مناخ استوائي
يقول جادت إن الظواهر المناخية الاستوائية تتميز بشكل عام بالسلاسة وقلة المتغيرات، أي أن طبيعتها تسهل تقديم توقعات لفترة أطول. على سبيل المثال، قد تعيش نيويورك مناخًا دافئًا قبل يوم واحد من عاصفة ثلجية، بينما لا يمكن لغابات الأمازون المطرية أن تشهد هذا النوع من التقلبات الجذرية. في الأمازون، يمكنكم أن تشهدوا يومًا كثير الأمطار تتبعه عشرة أيام من الجفاف دون تغير ملحوظ في درجات الحرارة (قد لا يتجاوز الدرجتين).
ولكن اتساق المناخ الاستوائي لا يضمن القدرة نفسها على التنبؤ في جميع المناطق. يورد كيري إيمانويل، عالم غلاف جوي من معهد ماساتشوستس للتقنية مثالا هو أن «الساعة المتوقفة قابلة للتوقع بسهولة. عندما تتوقف هذه الساعة لخمس دقائق بعد الساعة الثانية عشرة ظهرًا، يمكن القول إنها ستبقى الساعة الثانية عشرة وخمس دقائق إلى الأبد، ولكن هذا التوقع لن يكون ذكيًا».
تنطوي التوقعات المناخية في المناطق الاستوائية على بعض التحدي لأن نماذج التوقعات المناخية الموجودة حاليًا لا تناسب معظم الظواهر المناخية الشائعة فيها.
من جهته، اعتبر الدكتور جادت أن «معظم الأحوال الجوية في المناطق الاستوائية تأتي على شكل أمطار غزيرة وعواصف رعدية أصغر بكثير من تلك التي يشهدها نظام المناخ السائد في المناطق الواقعة على خطوط العرض المتوسطة. وتصعب محاكاة هذه الأمطار الغزيرة والعواصف الرعدية الصغيرة بنماذج توقعات الأحوال الجوية المستخدمة حاليًا».
يؤدي هذا القصور في النماذج إلى قصور في البيانات المتوفرة التي تستخدم عادة في صناعة التوقعات. تملك الولايات المتحدة وغيرها من الدول الواقعة على خطوط العرض المتوسطة المئات من محطات الأرصاد الجوية، بينما يقل عدد هذ المحطات في المناطق الاستوائية لأن المحيطات تغطي معظم مساحاتها. علاوة على ذلك، تفتقر الكثير من الدول الاستوائية إلى التمويل المطلوب لجمع البيانات عبر المناطيد والطائرات وطائرات الدرون وغيرها من الأجهزة المكلفة التي تستخدم في الدراسات المناخية.
تأثير الفراشة
إن غياب القدرة على التوصل إلى توقعات مناخية دقيقة في المناطق الاستوائية، ولا سيما الأمطار، يؤثر على الناس الذين يعيشون فيها بشكل كبير. يقول جادت إن كثيرا من هؤلاء السكان يعيشون من الزراعة وتربية الماشية وأن «زراعة المحاصيل وحصادها صعب جدًا عندما لا يعرف المرء متى ستمطر وكم ستمطر وطول الفترة التي ستشهد أمطارًا».
وأشار جادت إلى أن المناطق الاستوائية معرضة أيضًا لعواصف متطرفة تمطر فيها السماء لساعات طويلة. من هنا، ستساهم توقعات الأحوال الجوية المسبقة والطويلة الأمد في تحضير المجتمع ومساعدته على تجنب أضرار الممتلكات والإصابات والوفيات الناتجة عن الفيضانات.
تختبر نتائج الأبحاث التي أجراها جادت وعلماء آخرون من جامعتي بنسلفانيا وميونيخ ونشروها في السنوات الأخيرة حدود نظرية قدمها إد لورنز، عالم رياضيات وأرصاد جوية من معهد ماساتشوستس عام 1969، افترض فيها أن الاضطرابات الطفيفة في الغلاف الجوي يمكن أن تؤدي إلى تأثيرات كبيرة مع الوقت في ظاهرة تعرف باسم «تأثير الفراشة» butterfly effect. وكتب لورنز أن هذا التأثير يفترض أن الحصول على توقعات مناخية مسبقة لمدة تتراوح بين أسبوعين وثلاثة أسابيع لن يصبح يومًا ممكنًا من الناحية الحسابية.
يطلق علماء اليوم على هذا الحاجز تسمية «أفق التوقع»، أي نقطة اللاعودة لتوقعات الأحوال الجوية وأن أي شيء يأتي بعدها ليس أكثر من تخمين عشوائي.
محدودية التنبؤات
يقول إيمانويل الذي عمل مع لورنز لأكثر من ثلاثة عقود إن «العلم يرسم سورًا واضحًا حول قدراته». ويضيف «مهما كانت كمية البيانات التي نملكها أو قوة الكومبيوترات المستخدمة، في النهاية، ستتباطأ القدرة على التحسين وتتضاءل حتى تتوقف نهائيًا».
ولكن هذا الأمر لا ينفي أن الأمور شهدت تحسنًا كبيرًا خلال العقود القليلة الماضية، ما يضيق الفجوة بين القدرة الحقيقية والقدرة التي يطمح إليها المجتمع العلمي في توقع الأرصاد الجوية. تقول أوجينيا كالناي، عالمة غلاف جوي في جامعة ماريلاند في كوليدج بارك والتي تدرس القدرة على توقع الأرصاد الجوية، إن «الأقمار الصناعية الحديثة المتخصصة بالأرصاد الجوية أحدثت ثورة في مجال التوقعات المناخية في المناطق الاستوائية».
وتضيف: «في التسعينات، لم نكن نملك مشاهدات من الأقمار الصناعية في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية. ولكن منذ ذلك الوقت، ازداد عدد مشاهدات الأقمار الصناعية ونوعيتها بشكل ملحوظ، أي أن القدرة على الوصول إلى توقعات مناخية دقيقة في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية أصبحت بجودة توقعات النصف الشمالي منها».
ويشرح جادت أن «النماذج المناخية العالمية التي لا تزال في مرحلة التطور تساعد على محاكاة الأمطار الغزيرة والعواصف على عكس النماذج المستخدمة اليوم. ومن المتوقع أن تساعد النماذج المستقبلية مجتمعةً مع سلسلة من الأقمار الصناعية المناخية المزمع إطلاقها في السنوات القليلة المقبلة، في تقديم توقعات مناخية أطول للمناطق الاستوائية». ويختم قائلًا إنه «يبقى علينا أن نراقب التحسن في توقعات الأرصاد الجوية في السنوات العشر المقبلة».
• خدمة «نيويورك تايمز»