توفان‌های جوی سواحل آمریکا: خطر سیلاب 3 برابر می‌شود! (تغییرات جدی)

دگرگونی‌های توفان‌های جوی در سواحل غربی آمریکا

مردمان و جوامع مختلف در سواحل غربی ایالات متحده به‌ویژه نگرانند که توفان‌های قدرتمند، معروف به «رودخانه‌های جوی»، به دلیل گرمایش زمین دستخوش تغییرات چشمگیری شوند. البته، ساکنان کالیفرنیای جنوبی تغییراتی کاملاً متفاوت از ساکنان مناطق شمالی‌تر، مثلاً سیاتل، را تجربه خواهند کرد. تحقیقات تازه‌ای که توسط دانشمندان مرکز ملی پژوهش‌های اتمسفری بنیاد ملی دانش آمریکا (NSF NCAR) انجام شده، نشان می‌دهد که شرایط گرم‌تر منجر به افزایش تبخیر آب‌های اقیانوس و تغییرات مهمی در رودخانه‌های جوی جنوب خواهد شد. در مناطق شمالی‌تر، این رودخانه‌ها بیشتر تحت تأثیر افزایش دمای اقیانوس و خود جو قرار می‌گیرند.

شاید این فرآیندهای متفاوت در ابتدا پیچیده به نظر برسند، اما پیامدهای واقعی‌شان برای میلیون‌ها نفر خواهد بود. برای نمونه، تا سال 2100، رودخانه‌های جوی که به شمال غرب اقیانوس آرام می‌رسند، اگر انتشار گازهای گلخانه‌ای با همین سرعت زیاد ادامه یابد، ممکن است خطر سیلاب را با افزایش موقتی سطح آب اقیانوس تا سه‌برابر بیشتر از توفان‌های امروزی افزایش دهند. ساکنان کالیفرنیای جنوبی هم افزایش حجم آب ناشی از توفان را تجربه خواهند کرد، ولی نه به اندازه‌ای که ساکنان مناطق شمالی‌تر با آن روبه‌رو می‌شوند.

کریستین شیلدز، دانشمند NSF NCAR و یکی از نویسندگان اصلی این پژوهش، می‌گوید: «مردمان پاسخ‌های متفاوتی را بین سواحل کالیفرنیای جنوبی و شمال غرب اقیانوس آرام خواهند دید. این یک وضعیت یکسان برای همه نیست. شما این پاسخ‌های منطقه‌ای را دارید که می‌تواند بسیار متفاوت باشد.»

این تحقیق که در مجله Nature Communications Earth & Environment منتشر شده، توسط گروهی از محققان شامل نویسنده اصلی NSF NCAR، هویی لی، و دیگر نویسندگان از NSF NCAR، دانشگاه تگزاس A&M و دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا صورت گرفته است. این پروژه با حمایت مالی وزارت انرژی ایالات متحده و NSF انجام شده است.

رودخانه‌های آسمانی

رودخانه‌های جوی، که به «رودخانه‌های آسمانی» هم معروفند، نوارهایی باریک و طولانی از آب هستند که از عرض‌های جغرافیایی پایین به سمت مناطق بالاتر حرکت می‌کنند و حجم زیادی از آب را با خود حمل می‌کنند. قوی‌ترین رودخانه‌های جوی می‌توانند باران‌های سیل‌آسا را فرو بریزند و باعث جاری شدن سیل‌های گسترده شوند، به خصوص زمانی که به حوضه‌های آب‌خیز آسیب‌پذیر برسند و متوقف شوند. این رودخانه‌ها همچنین بخشی حیاتی از چرخه‌ی هیدرولوژیکی زمین هستند و اغلب رطوبت مورد نیاز را تأمین می‌کنند و ذخایر برفی را پر می‌کنند.

تحقیقات پیشین نشان داده است که تغییرات آب و هوایی احتمالاً باعث می‌شود رودخانه‌های جوی بزرگ‌تر و قدرتمندتر شوند، و این می‌تواند آسیب بیشتری به جوامع آسیب‌پذیر وارد کند. همان‌طور که در مورد سایر انواع توفان‌ها هم صدق می‌کند، هوای گرم‌تر به این معنی است که جو می‌تواند رطوبت بیشتری را در خود نگه دارد، و در نتیجه، میزان بارندگی که یک توفان می‌تواند آزاد کند افزایش می‌یابد.

در این مطالعه‌ی جدید، شیلدز، لی و دیگران بر تأثیرات رودخانه‌های جوی اقیانوس آرام بر نواحی بالایی اقیانوس تمرکز کردند. آن‌ها می‌خواستند اطلاعاتی درباره‌ی اثرات توفان‌های آینده بر متغیرهای اقیانوسی، مثل دما، ارتفاع سطح آب و اختلاط آب در عمق‌های گوناگون، به دست آورند. این متغیرها بر صنایع ماهی‌گیری و جوامع ساحلی تأثیرگذارند.

شبیه‌سازی رودخانه‌های جوی آینده

برای شبیه‌سازی رودخانه‌های جوی در آینده، تیم تحقیق از یک نسخه‌ی با دقت بالا از مدل اقلیمی جامعه که توسط NSF NCAR ساخته شده، استفاده کردند. این مدل به آن‌ها این امکان را داد که نمای بسیار دقیقی از فرآیندهای جوی در هر 25 کیلومتر (تقریباً 16 مایل) و حتی نمای دقیق‌تری از فرآیندهای اقیانوسی در هر 10 کیلومتر (6 مایل) داشته باشند. این شبیه‌سازی‌ها به قدری دقیق بودند که حتی توانستند گرداب‌های اقیانوسی را بازسازی کنند. این شبیه‌سازی‌ها محاسبات زیادی را می‌طلبید و دانشمندان بخشی از آن‌ها را روی ابررایانه «دِرِچو» در مرکز ابررایانه‌ی NSF NCAR-Wyoming اجرا کردند.

به گفته‌ی دانشمندان، این شبیه‌سازی‌ها نشان داد که یک اقلیم گرم‌تر تأثیرات بسیار متفاوتی بر رودخانه‌های جوی در نقاط مختلف سواحل غربی ایالات متحده خواهد داشت و ممکن است مناطق دیگر جهان را هم تحت تأثیر قرار دهد. در حال حاضر، رودخانه‌های جوی بخشی از نیروی خود را از تبخیر آب‌های اقیانوس می‌گیرند، که به طور موقت جو را خنک کرده و به پیشرفت توفان‌ها کمک می‌کند. در یک دنیای گرم‌تر، این فرآیند برای نوعی از رودخانه‌های جوی، که به نام «پاین‌اپل اکسپرس» شناخته می‌شود و به کالیفرنیای جنوبی می‌رسد، تقویت خواهد شد. اما رودخانه‌های جوی که به کالیفرنیای شمالی و شمال غرب اقیانوس آرام می‌رسند، بیشتر تحت تأثیر دماهای بالاتر در جو و اقیانوس قرار خواهند گرفت. این دماها توفان‌های قوی‌تری ایجاد می‌کنند و منجر به افزایش قابل توجه سطح دریا برای چند روز خواهند شد، درست زمانی که رودخانه‌ی جوی به ساحل نزدیک می‌شود و به خشکی می‌رسد.

با وجود نیاز به تحقیقات بیشتر برای فهم دقیق‌تر دلایل این تأثیرات متفاوت، شیلدز اشاره کرد که رودخانه‌های جوی حتی در اقلیم کنونی هم تحت تأثیر فرآیندهای گوناگونی هستند. برای نمونه، «پاین‌اپل اکسپرس» در امتداد یک جریان جت استوایی از هوای بسیار مرطوب از هاوایی به کالیفرنیای جنوبی حرکت می‌کند. در مقابل، رودخانه‌های جوی در شمال معمولاً با یک جریان جت قطبی با رطوبت کمتر مرتبط هستند. آن‌ها معمولاً بادخیزتر و پرپیچ‌وخم‌تر از «پاین‌اپل اکسپرس» هستند.

صرف‌نظر از همه‌ی این فرآیندها، جوامع آسیب‌پذیر در سواحل غربی باید انتظار داشته باشند که توفان‌ها تغییر کنند و قدرت بیشتری بگیرند. شیلدز می‌گوید: «رودخانه‌های جوی، مثل توفان‌های گرمسیری، بادهای شدید را با خود می‌آورند و حجم زیادی از آب را حمل می‌کنند که می‌تواند زیرساخت‌های محلی را ویران کند.» او اضافه کرد: «جوامع باید درک کنند که چگونه در آینده تغییرات رخ خواهد داد تا بتوانند خودشان را با شرایط وفق دهند و برنامه‌ریزی‌های لازم را انجام دهند.»

مدل‌سازی‌ها همچنین نشان داد که تأثیرات پیچیده‌ی بالادستی و پایین‌دستی رودخانه‌های جوی بر ناحیه‌ی بالایی اقیانوس با گرم شدن اقلیم دچار دگرگونی خواهد شد. لی می‌گوید: «بادهای شدید و بارش‌های مرتبط با رودخانه‌های جوی می‌توانند تأثیرات فراوانی بر اقیانوس بالایی داشته باشند و ممکن است دینامیک اقیانوس و اکوسیستم‌ها را در مقیاس‌های فضایی بزرگ‌تر و دوره‌های زمانی طولانی‌تری، نسبت به شرایط فعلی، تحت تأثیر قرار دهند.» او افزود: «درک تأثیر رودخانه‌های جوی در اقلیم کنونی و چگونگی تغییر آن‌ها در آینده بسیار مهم است.»