Increased Moisture Amplifies Hazardous Humid-Heat in Africa’s Great Green Wall
تكشف هذه الدراسة أنه في حين أدت جهود التشجير في مشروع "السور الأخضر العظيم" في أفريقيا إلى تحسين سبل العيش، إلا أنها أدت في الوقت ذاته إلى تضخيم مخاطر الحرارة الرطبة الخطرة من خلال زيادة الرطوبة الجوية، مما يعرض الملايين من الناس لإجهاد حراري أكثر تكراراً وشدة يستلزم استراتيجيات تكيف عاجلة.
المؤلفون الأصليون:Cascade Tuholske, Catherine Ivanovich, Emily Williams, Radley Horton, Shraddhanand Shukla, Chris Funk, Kwaw Andam, Christopher Kibler, Edmund Yamba, Andrew Zimmer, Nina Brooks
تخيل الأرض ككائن حي عملاق يتنفس. أحياناً، تصاب بحمى، وأحياناً أخرى تصبح رطبة للغاية، مثل حمام بخاري بعد استحمام طويل. يحاول العلماء الذين يدرسون "آلة الطقس" هذه باستمرار فهم كيف تتحدث بشرة الكوكب (اليابسة والنباتات) مع غلافها الجوي (الهواء والسحب). أحد أهم المحادثات تحدث في منطقة الساحل، وهي شريط واسع من الأرض في أفريقيا يقع مباشرة بين الصحراء الكبرى الحارقة شمالاً والغابات المطيرة المورقة جنوباً. لعقود من الزمن، كان الناس قلقين من جفاف هذه المنطقة، وتحولها إلى غبار، وصعوبة العيش فيها. ولمواجهة ذلك، هناك خطة ضخمة تسمى "الجدار الأخضر العظيم"، وهو في الأساس سياج حي عملاق من الأشجار والشجيرات يهدف إلى منع انتشار الصحراء ومساعدة المزارعين على زراعة الغذاء. ولكن هنا يكمن الجزء الصعب: عندما تضيف المزيد من النباتات إلى مكان حار، فأنت لا تضيف الظل فحسب؛ بل تضيف أيضاً بخار الماء إلى الهواء، تماماً كما تطلق الإسفنجة المبللة الرطوبة عند عصرها. تسأل هذه الورقة سؤالاً حاسماً: إذا جعلنا منطقة الساحل أكثر اخضراراً، فهل سيجعل ذلك الحياة أكثر برودة وأماناً، أم أنه سيحول المنطقة بالخطأ إلى "ساونا" شديدة البخار وخطيرة؟
قرر مؤلفو هذه الدراسة، وهم فريق من محققي المناخ من جامعات ومراكز بحثية حول العالم، التحقيق في ذلك من خلال النظر في كمية هائلة من البيانات من عام 1983 إلى عام 2016. لم ينظروا فقط إلى مدى ارتفاع الحرارة؛ بل نظروا إلى "الحرارة الرطبة"، وهي نوع محدد من الحرارة يبدو أسوأ بكثير من الحرارة الجافة لأن الهواء ممتلئ بالماء لدرجة أن عرقك لا يستطيع التبخر لتبريد جسمك. فكر في الأمر كفرق الجري على مضمار جاف مقابل الجري في مسبح؛ فالماء يجعل الهواء ثقيلاً ويصعب تنفسه. وجد الباحثون أنه في المناطق التي كانت تصبح أكثر اخضراراً (مزيد من النباتات)، انفجر عدد هذه الأيام الحارة والرطبة الخطيرة. في الواقع، في بقع الاخضرار، ارتفع عدد أيام الحرارة الرطبة الخطيرة بمقدار 1.7 مرة مقارنة بالأماكن التي لم تتغير فيها النباتات، وبمقدار 2.6 مرة أعلى من الأماكن التي ماتت فيها النباتات بالفعل.
وهنا تكمن المفاجأة التي أدهشت العلماء: عادةً، نعتقد أن الحرارة تأتي من الشمس التي تجعل الهواء أكثر سخونة. لكن في هذه المناطق الخضراء، لم تصبح درجة حرارة الهواء أكثر سخونة بشكل كبير. بدلاً من ذلك، جاء الخطر من الرطوبة. كانت النباتات تضخ الكثير من الماء في الهواء لدرجة أن "مؤشر الحرارة" (مدى شعور الإنسان بالحرارة) ارتفع بشكل صاروخي. الأمر يشبه تشغيل جهاز ترطيب هواء عملاق في غرفة دافئة بالفعل، مما يجعل الهواء يشبه الغابة الاستوائية. تشير الدراسة إلى أن هذه الرطوبة الزائدة هي المتهم الرئيسي في جعل الحرارة خطيرة للغاية، وليس درجة الحرارة نفسها. إن النباتات كانت تضخ الكثير من الماء في الهواء لدرجة أن "مؤشر الحرارة" (مدى شعور الإنسان بالحرارة) ارتفع بشكل صاروخي. الأمر يشبه تشغيل جهاز ترطيب هواء عملاق في غرفة دافئة بالفعل، مما يجعل الهواء يشبه الغابة الاستوائية. تشير الدراسة إلى أن هذه الرطوبة الزائدة هي المتهم الرئيسي في جعل الحرارة خطيرة للغاية، وليس درجة الحرارة نفسها.
التكلفة البشرية لهذا الأمر مذهلة. في عام 2016، تعرض حوالي 45 مليون شخص يعيشون في هذه المناطق الخضراء لأكثر من 30 يوماً من هذه الأيام الحارة والرطبة الخطيرة في عام واحد. ومن الصادم أن ما يقرب من نصف هؤلاء الناس كانوا من الأطفال. استخدم الباحثون نماذج حاسوبية لاستشراف المستقبل، بافتراض أن العالم يتبع مساراً "متوسطاً" لتغير المناخ. ووجدوا أنه بحلول عام 2050، قد يواجه جميع سكان منطقة الساحل تقريباً — أي ما يقرب من 166 مليون شخص — أكثر من 60 يوماً من هذه الأيام الخطيرة كل عام. هذا يعني شهرين كاملين من السنة حيث تكون الحرارة شديدة لدرجة قد تسبب ضربة شمس أو تشنجات، خاصة للأشخاص الذين يعملون في الهواء الطلق في الحقول.
تجادل الورقة بأنه بينما يعد زراعة الأشجار (الجدار الأخضر العظيم) فكرة رائعة لوقف التصحر ومساعدة المزارعين، إلا أننا بحاجة إلى توخي الحذر الشديد. تشير الدراسة إلى أن الرطوبة الإضافية من النباتات قد تجعل الإجهاد الحراري أسوأ بالنسبة للأشخاص الذين يحاول المشروع مساعدتهم. إنه يشبه محاولة تبريد غرفة عن طريق فتح نافذة على مستنقع رطب؛ ستحصل على النسيم، لكن الهواء سيصبح أثقل ويصعب تنفسه. المؤلفون لا يقولون إن علينا التوقف عن زراعة الأشجار، لكنهم يحذرون من أننا لا يمكننا النظر فقط إلى درجة الحرارة. يجب أن نفهم أن المزيد من النباتات يعني المزيد من الرطوبة، وهذه الرطوبة يمكن أن تحول يوماً حاراً إلى يوم مهدد للحياة. هم يقترحون أن الخطط المستقبلية يجب أن تتضمن طرقاً لحماية الناس من هذه "الحرارة البخارية"، ربما من خلال أنظمة إنذار أفضل أو تقنيات تبريد، لأن مجرد إضافة الخضرة قد لا يكون كافياً للحفاظ على سلامة الجميع.
ملخص تقني: زيادة الرطوبة تضاعف من حدة الحرارة الرطبة الخطرة في مشروع "السور الأخضر العظيم" بأفريقيا
بيان المشكلة تهدف مبادرة "السور الأخضر العظيم" (GGW) إلى استعادة 100 مليون هكتار من الأراضي المتدهورة عبر منطقة الساحل لمكافحة تغير المناخ وتحسين سبل العيش. وبينما يُفترض غالباً أن نمو الغطاء النباتي (الاخضرار) يقلل من مخاطر الحرارة عن طريق خفض درجات حرارة الهواء، إلا أن التفاعل بين الاخضرار وأيام الحرارة الرطبة الخطرة (HHD) لم يخضع للتقييم بعد. تُعرف أيام الحرارة الرطبة الخطرة بأنها الأيام التي يتجاوز فيها مؤشر الحرارة الأقصى ($HImax$) درجة 40.6 مئوية، وهي تشكل مخاطر شديدة على صحة الإنسان، والأمن الغذائي، والإنتاجية الاقتصادية، لا سيما للسكان الريفيين الذين يعتمدون على العمل في الهواء الطلق خلال موسم الرياح الموسمية لغرب أفريقيا (WAM). إن التقييمات الحالية للتعرض لأيام الحرارة الرطبة الخطرة غالباً ما تكون ذات دقة منخفضة، أو تركز على المناطق الحضرية، أو تفشل في مراعاة العلاقة النهارية بين درجة حرارة الهواء والرطوبة الجوية. وبناءً على ذلك، ليس من الواضح كيف يتقارب تغير غطاء الأرض واستخدام الأراضي (LCLUC)، وتحديداً الاخضرار، مع الأنماط الديموغرافية للتأثير على مخاطر أيام الحرارة الرطبة الخطرة، مما يحد من القدرة على إجراء تحليلات التكلفة والعائد لتدابير التكيف مثل "السور الأخضر العظيم".
المنهجية تعمل الدراسة على مواءمة بيانات المناخ عالية الدقة (5 كم) مع بيانات الغطاء النباتي والبيانات الديموغرافية لتحليل التطور الزمني والمكاني لأيام الحرارة الرطبة الخطرة (HHD) وتغير غطاء الأرض واستخدام الأراضي (LCLUC) عبر منطقة الساحل من عام 1983 إلى عام 2016.
بيانات المناخ: يستخدم المؤلفون مجموعة بيانات CHC-CMIP6، التي توفر الحد الأقصى لمؤشر الحرارة اليومي ($HImax)،والحدالأقصىلدرجةحرارةالهواء(Tmax)،والرطوبةالنسبيةعندوقت(Tmax)(المشارإليهابـRHx)،ومتوسطضغطبخارالماءالفعلياليومي(AVPavg)بدقة5كم.يتمتحديدأيامالحرارةالرطبةالخطرة(HHD)كأياميتجاوزفيهاHImax$ درجة 40.6 مئوية.
بيانات الغطاء النباتي: تُستخدم بيانات تغيير الأراضي العالمية طويلة المدى (1982–2016) من مجموعة GLAD لقياس التغيرات في النباتات القصيرة (SV، أقل من 5 أمتار) والغطاء الشجري (TC).
البيانات الديموغرافية: يتم تجميع بيانات السكان المصنفة حسب الفئات العمرية بدقة 1 كم من WorldPop (2016) إلى ثلاث مجموعات: الأطفال (0–15)، والبالغين في سن العمل (16–64)، وكبار السن (65+).
النهج التحليلي:
تحليل الاتجاه: تُستخدم مقدرات منحدر "ثيل-سن" (Theil-Sen) واختبارات "كيندال تاو" (Kendall's tau) لحساب إجمالي التغير الملاءم في وتيرة وشدة أيام الحرارة الرطبة الخطرة السنوية على مدار فترة الـ 34 عاماً.
التصنيف الطبقي: يتم تصنيف البيانات حسب فئات التغير في النباتات القصيرة (SV): زيادة النباتات القصيرة (الاخضرار)، لا تغيير، ونقص النباتات القصيرة.
إسناد الدوافع: تعزل الدراسة ما إذا كانت التغيرات في شدة أيام الحرارة الرطبة الخطرة مدفوعة بـ $Tmaxأوبالرطوبةالجوية(RHx،AVPavg$) باستخدام انحدار المربعات الصغرى العادية (OLS) مع أخطاء معيارية متسقة مع "نيوي-ويست" (Newey–West) لعدم تجانس التباين والارتباط الذاتي (HAC).
التوقعات المستقبلية: تتم مقارنة التعرض التاريخي (2016) بتوقعات عام 2050 تحت سيناريو SSP2-4.5 ("منتصف الطريق")، مع تثبيت أنماط السكان وتغير غطاء الأرض لعزل تأثير تغير المناخ.
النتائج الرئيسية
الاقتران بين الاخضرار وأيام الحرارة الرطبة الخطرة: بين عامي 1983 و2016، زادت أيام الحرارة الرطبة الخطرة عبر 62% من منطقة الساحل. وفي المناطق التي شهدت اخضراراً (زيادة في النباتات القصيرة SV)، كان إجمالي الزيادة في أيام الحر_الرطبة الخطرة أعلى بمقدار 1.7 مرة مقارنة بالمناطق التي لم تشهد تغيراً في الغطاء النباتي، وأعلى بمقدار 2.6 مرة مقارنة بالمناطق التي شهدت نقصاً في الغطاء النباتي.
الشدة المدفوعة بالرطوبة: في مناطق الاخضرار، زادت شدة أيام الحرارة الرطبة الخطرة (مقاسة بـ $HImax)بشكلملحوظأكثرمنالمناطقغيرالخضراء.ومنالأهميةبمكانأنهذاالتصاعدكانمدفوعاًبشكلأساسيبارتفاعالرطوبةالجويةوليسبارتفاعدرجاتحرارةالهواء.ففيمناطقالاخضرار،ارتفعHImaxبمقدار0.32درجةمئوية،بينماارتفعTmaxبمقدار0.03درجةمئويةفقط؛وعلىالعكسمنذلك،فيالمناطقغيرالخضراء،ارتفعTmax$ بمقدار 0.35–0.38 درجة مئوية.
التوزيع المكاني: حدثت أقوى الزيادات في وتيرة وشدة أيام الحرارة الرطبة الخطرة في غرب الساحل وبالقرب من بحيرة تشاد، لا سيما خلال فترات ما قبل الموسم (أبريل–يونيو) وفترات الموسم (يوليو–سبتمبر).
التعرض السكاني: في عام 2016، تعرض 45 مليون شخص (47% منهم من الأطفال) يعيشون في مناطق الاخضرار لأكثر من 30 يوماً من أيام الحرارة الرطبة الخطرة. وبحلول عام 2050، وتحت سيناريو SSP2-4.5، يُتوقع أن يواجه كامل سكان الساحل تقريباً (166 مليون نسمة) أكثر من 60 يوماً من أيام الحرارة الرطبة الخطرة سنوياً، بغض النظر عن أنماط الاخضرار الحالية.
الأهمية والادعاءات تجادل الورقة البحثية بأنه بينما يعد الاخضرار استراتيجية مركزية لـ "السور الأخضر العظيم" لمكافحة التصحر ودعم الزراعة، فإنه قد يؤدي دون قصد إلى تضخيم مخاطر الحرارة الرطبة الخطرة. تشير النتائج إلى أن ارتفاع الرطوبة الجوية هو محرك مشترك لكل من زيادة الغطاء النباتي وزيادة شدة أيام الحرارة الرطبة الخطرة في منطقة الساحل. وهذا يعني أن التكيفات التي تعتمد فقط على خفض درجة حرارة الهواء (مثل الظل الناتج عن الأشجار) قد تكون غير كافية إذا لم تأخذ في الاعتبار الارتفاع المتزامن في الرطوبة، والتي تفاقم من الإجهاد الحراري.
يخلص المؤلفون إلى أن فعالية "السور الأخضر العظيم" ومبادرات تغير غطاء الأرض المماثلة يجب إعادة تقييمها لتشمل مخاطر الحرارة الرطبة. ويؤكدون أن تقييمات التعرض للحرارة القائمة فقط على درجة حرارة الهواء تقلل من تقدير المخاطر على الصحة والرفاهية في المنطقة. علاوة على ذلك، تسلط الدراسة الضوء على أنه بدون تخفيض عالمي سريع لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري، سيستمر تغير المناخ في تسريع مخاطر أيام الحرارة الرطبة الخطرة عبر منطقة الساحل، مما قد يلغي فوائد مبادرات الاخضرار التي تهدف إلى حماية سكان الريف. وتدعو الورقة إلى تبني تدابير تكيف تعالج تحديداً ديناميكيات الحرارة الرطبة، مثل حلول التبريد منخفضة التكلفة وأنظمة الإنذار المبكر للحرارة، مع الإقرار بمحدودية دقة البيانات الحالية والحاجة إلى المزيد من نماذج المناخ الإقليمية لفهم المحركات الفيزيائية لتغذية الرطوبة والغطاء النباتي المرتدة.