العلماء يحلون لغز الأعمدة الجليدية التي تنبئ بالعواصف الخارقة القاتلة

كشفت دراسة جديدة بقيادة علماء في جامعة ستانفورد عن الآلية الفيزيائية للأعمدة الجليدية ، والتي يمكن أن تتنبأ بالعواصف الخارقة القاتلة التي تتكون في معظم الأعاصير الأكثر تدميراً في العالم.

يقول الباحثون إن النتائج التي توصلوا إليها في هذه الدراسة التي نُشرت في المجلة العلمية الشهيرة "ساينس" في العاشر من سبتمبر يمكن أن توفر تحذيرات مبكرة حول مخاطر الأعاصير والرياح العاتية والبرد ، خاصةً عندما لا يعمل النظام. رادار دوبلر ، أو غير متوفر على الإطلاق.

أجريت الدراسة بعد أكثر من أسبوع من تسبب إعصار إيدا في حدوث وفيات وأضرار في شمال شرق الولايات المتحدة بسبب هطول الأمطار والفيضانات المفاجئة ، لفهم أفضل لكيفية إنقاذ هذه العواصف الأرواح والممتلكات.

سوبر كلاود

السحابة الفائقة أو السحابة الخلوية الفائقة هي إحدى الظواهر الطبيعية الغربية التي تتطلب ظروفًا مناخية خاصة ومحددة. تتشكل عندما تواجه المنخفضات الباردة تيارات هواء دافئة ورطبة من المناطق الاستوائية. نظرًا لاختلاف درجات الحرارة ، تتكثف قطرات الماء وتتجمد ، مما يجعل السحابة الفائقة الخلايا تبدو مظلمة.

السحابة الفائقة هي عاصفة نادرة ذات حركة دورانية صاعدة يمكنها الاندفاع إلى السماء بسرعة تزيد عن 241 كيلومترًا في الساعة ، وقوتها قوية بما يكفي لاختراق الوشاح المعتاد في طبقة التروبوسفير للأرض (أدنى طبقة من الجو).

بسبب دوران الهواء وانخفاض الضغط ، تشكل إعصار ، وصلت سرعته للرياح إلى 500 كيلومتر في الساعة ، مما تسبب في اقتلاع الأشجار والأسطح وحتى السيارات وكل ما وقع في بؤرة العاصفة.

محاكاة الكمبيوتر

استخدمت مورجان أونيل ، الأستاذة المساعدة في كلية الأرض والطاقة والعلوم البيئية بجامعة ستانفورد ، وزملاؤها محاكاة حاسوبية للعواصف الرعدية المثالية لإجراء محاكاة مفصلة للعواصف الرعدية فائقة الخلايا ، والتي من المرجح أن تسبب الأعاصير.

في هذه العواصف الرعدية العنيفة ، يدفع تيار الهواء الدوار فائق القوة الهواء الرطب إلى ارتفاع الغلاف الجوي للأرض ويدخل طبقة الستراتوسفير عبر الجزء العلوي من الغلاف الجوي السفلي.

ينتج عن هذا الاضطراب المتعصب قفزة مائية يمكنها حقن كميات كبيرة من بخار الماء في الستراتوسفير بسرعة كبيرة. تنتج هذه القفزات أيضًا عن هبوب الرياح على الجبال والصخور.

اكتشفت أونيل وزملاؤها أن هذا يثير رياحًا مائلة قوية في الجزء العلوي من التروبوبوز ، مع سرعة رياح تتجاوز 240 ميلاً (386 كيلومترًا) في الساعة. التروبوبوز هي المنطقة الموجودة في الغلاف الجوي والتي تشكل حدود طبقة التروبوسفير والستراتوسفير. وقال أونيل في مؤتمر صحفي بالجامعة "هذه السرعات في الجزء العلوي من العاصفة لم يتم ملاحظتها أو افتراضها من قبل".

مع وجود طائرات ناسا البحثية المجهزة الآن بأجهزة يمكنها رسم خريطة للرياح أعلى العواصف الرعدية بدقة ثلاثية الأبعاد ، ستكون الخطوة التالية هي جمع بيانات من العالم الحقيقي للمساعدة في تأكيد ما تعرضه هذه النماذج.

سد الفجوة

قبل العواصف الرعدية القوية مثل الأعاصير والرياح العاتية أو البرد ، يحدث شيء غريب عادة ، وهو عمود من المياه الجليدية يسمى "عمود الرعد فوق السندان" ، والذي يرتفع من أعلى سحابة العاصفة ويهبط مع الريح. ، كنظام تحذير لأحداث الطقس المتطرفة.

عندما تتدحرج سحابة من الجليد وبخار الماء على قمة عاصفة رعدية قوية ، فمن المحتمل أن يتم إلقاء إعصار عنيف أو رياح قوية أو بَرَد أكبر من كرة الجولف على الأرض.

أظهرت الأبحاث السابقة أنه من السهل تحديد أعمدة في صور الأقمار الصناعية ، وعادة ما يكون ذلك قبل 30 دقيقة أو أكثر من وصول الطقس القاسي إلى الأرض. سؤال: لماذا يرتبط هذا العمود بالسيناريو الأسوأ ، وكيف تم العثور عليه في المقام الأول؟ قال أونيل: "هذه هي الفجوة التي بدأنا في سدها".

لأول مرة ، اعتقد العلماء أنهم اكتشفوا سبب هذه الأعمدة الغائمة. ما يسمى بالقفزة الهيدروليكية هي ظاهرة سائلة ، فعندما يواجه التدفق الحرج (سرعة الموجة أسرع من تدفق الماء) تدفقًا غير حرج ، فإنه سيظهر في قناة تدفق حر (تدفق قناة مفتوحة).

يمكن أن تساعد نتائج هذه الدراسة المتنبئين في تحديد مخاطر وشيكة مماثلة وإصدار تحذيرات أكثر دقة دون الاعتماد على أنظمة رادار دوبلر.أنظمة رادار دوبلر لها نقاط عمياء حتى في الأيام الصافية وهي مهمة. ، سيكون لها تأثير طويل المدى على تفسير تغير المناخ.