Sub-daily magnification of extreme precipitation frequency trends over Europe
تقدم هذه الدراسة أدلة من مجموعات بيانات متعددة على أن وتيرة الهطولات المطرية الشديدة عبر أوروبا قد تزايدت خلال العقدين الماضيين، حيث تكثفت الأحداث قصيرة المدة بسرعة أكبر بكثير من المتطرفات اليومية نتيجة لمزيج من العمليات المرتبطة بالرطوبة والعمليات الديناميكية تحت تأثير الاحتباس الحراري.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
لا يسقط المطر بوتيرة واحدة ثابتة؛ فأحياناً يكون رذاذاً لطيفاً يستمر طوال اليوم ويبلل الأرض ببطء، وأحياناً أخرى يكون هطولاً غزيراً مفاجئاً يحول الشوارع إلى أنهار في غضون دقائق. لعقود من الزمن، عرف العلماء أنه مع ارتفاع حرارة الكوكب، تحتفظ الغلاف الجوي بمزيد من بخار الماء، تماماً مثل الإسفنجة التي تتمدد عندما تسخن. تعني هذه الفيزياء الأساسية أنه عندما يسقط المطر، فإنه يميل لأن يكون أكثر غزارة. لقد رأينا ذلك بوضوح في سجلات هطول الأمطار اليومية: العواصف الأكثر شدة في اليوم أصبحت أكثر تكراراً. لكن سؤالاً جوهرياً ظل دون إجابة: هل يحدث هذا التكثف نفسه بشكل أسرع بالنسبة للعواصف التي تستمر لبضع ساعات فقط؟ هذه الاندفاعات القصيرة والحادة من المطر هي السبب الرئيسي للفيضانات المفاجئة والانهيارات الأرضية، ومع ذلك فهي صعبة الدراسة للغاية لأنها نادرة، وعالية التباين، ويصعب قياسها باستمرار عبر قارة بأكملها.
لقد تصدى فريق من الباحثين في إيطاليا لهذه المشكلة من خلال النظر في بيانات الطقس في أوروبا على مدار العشرين عاماً الماضية. أرادوا معرفة ما إذا كانت السرعة التي تزداد بها هذه العواصف الخطيرة وقصيرة العمر تختلف عن السرعة التي تزداد بها العواصف الأطول مدة. ومن خلال الجمع بين خمسة أنواع مختلفة من بيانات الطقس عالية الدقة — بعضها من أقمار صناعية تراقب من الفضاء، وبعضها من محطات أرضية، وبعضها من نماذج حاسوبية قوية — وجدوا نمطاً واضحاً ومثيراً للقلق. لقد ارتفع تواتر أحداث المطر الشديدة في جميع أنحاء القارة، لكن الاندفاعات القصيرة والحادة تزداء سوءاً بسرعة أكبر بكثير من العواصف الأطول.
حلل الباحثون كمية هائلة من البيانات تغطي الأعوام من 2000 إلى 2020. ونظروا في أحداث المطر التي استمرت ثلاث ساعات وقارنوها بالأحداث التي استمرت يوماً كاملاً. وللتأكد من أنهم يقارنون "التفاح بالتفاح" (أي مقارنة أشياء متماثلة)، اختاروا أكثر العواصف شدة من كل مجموعة بيانات، لضمان أنهم ينظرون إلى نفس المستوى من الندرة. وعندما حصوا النتائج، ظهر فرق متميز؛ فقد زاد تواتر أحداث المطر الشديدة قصيرة المدة (ثلاث ساعات) بنسبة 24 بالمائة خلال عقدين من الزمن. وفي المقابل، زاد تواتر الأحداث اليومية الشديدة بنسبة 15 بالمائة فقط، وهي زيادة ضئيلة جداً لدرجة أنه لا يمكن تمييزها إحصائياً عن التقلبات الجوية الطبيعية من سنة إلى أخرى. أما العواصف قصيرة المدة، فقد أظهرت ارتفاعاً أكبر من أن يكون مجرد صدفة عشوائية. وهذا يعني أنه بينما أصبح المطر الغزير أكثر شيوعاً في كل مكان، فإن النوع المحدد من المطر الذي يسبب الفيضانات المفاجئة والكارثية يتسارع بمعدل أسرع بكثير.
هذه النتيجة تظل صحيحة بغض النظر عن الطريقة التي قسم بها الباحثون البيانات. فقد قسموا أوروبا إلى مناطق مناخية مختلفة، من الجنوب الجاف إلى الشمال البارد، وظل النمط كما هو: العواصف القصيرة تشتد بسرعة أكبر من الطويلة. كما اختبروا تعريفات مختلفة لما يعتبر عاصفة "شديدة"، حيث نظروا في كل شيء بدءاً من الأحداث الأكثر ندرة وصولاً إلى الأمطار الغزيرة الأكثر شيوعاً قليلاً. وفي كل حالة، أظهرت العواصف قصيرة المدة زيادة أكثر حدة. حتى أن الباحثين تحققوا مما إذا كانت النتائج مجرد نتاج لطريقة جمع البيانات أو ما إذا كانت العواصف القصيرة تتداخل ببساطة مع العواصف اليومية، ووجدوا أن التسارع حقيقي وقوي، مدفوع تحديداً بتلك الاندفاعات المطرية القصيرة والحادة التي لا تستمر طويلاً بما يكفي لتُسجل كحدث يومي شديد، ولكنها قوية بما يكفي لإحداث ضرر فوري.
من المرجح أن التفسير الفيزيائي لهذا يكمن في كيفية سلوك الغلاف الجوي عندما يسخن. وبينما يُعزى الارتفاع العام في هطول الأمطار إلى احتفاظ الغلاف الجوي بمزيد من الرطوبة، فإن السرعة الإضافية للعواصف القصيرة تشير إلى حدوث شيء آخر. فهذه الأحداث القصيرة والحادة تنتج عادة عن عملية "الحمل الحراري"، حيث يرتفع الهواء الدافئ بسرعة، ثم يبرد ويفرغ مياهه في دفعة قصيرة. ومع ارتفاع حرارة الكوكب، يصبح الغلاف الجوي أكثر عدم استقرار، مما يسهل تشكل وتقوية هذه التيارات الصاعدة القوية. وتشير الدراسة إلى أن أوروبا تشهد تحولاً يجعل الغلاف الجوي أكثر عرضة لهذه العواصف الحملية العنيفة وقصيرة العمر. وهذا ليس مجرد احتمال نظري؛ فالبيانات تظهر أن هذا يحدث بالفعل.
إن تداعيات هذا الاكتشاف كبيرة فيما يتعلق بكيفية استعدادنا للمستقبل. فالبنية التحتية مثل أنظمة الصرف والسدود غالباً ما تُصمم بناءً على السجلات التاريخية لهطول الأمطار اليومية. وإذا كانت الفيضانات الأكثر خطورة تأتي من عواصف تستمر لبضع ساعات فقط وتزداد بمعدل 1.6 مرة أسرع من العواصف اليومية، فإن معايير السلامة الحالية قد تستهين بالمخاطر. ويؤكد الباحثون أنه رغم عدم قدرتهم بعد على الجزم بأن هذا يعود بالكامل إلى تغير المناخ الناجم عن الأنشطة البشرية، إلا أن الإشارة قوية ومتسقة عبر جميع البيانات التي فحصوها. النمط واضح: النوع الأكثر خطورة من المطر أصبح أكثر تكراراً بسرعة أكبر من غيره، وهذا الاتجاه يعيد بالفعل تشكيل مشهد مخاطر الفيضانات في جميع أنحاء أوروبا.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.