Wave extremes diverge from mean conditions under climate change

المحيط لا يهدأ أبداً. فحتى في الأيام الهادئة، تدفع الرياح المياه، مما يخلق سطحاً مضطرباً من الأمواج والتموجات التي تسافر آلاف الأميال. لقرون مضت، تتبع العلماء هذه الأمواج لفهم المناخ، مع التركيز بشكل أساسي على متوسط الارتفاع والطاقة. هذه الحالة المتوسطة تشبه "الضجيج المستمر"، وهو إيقاع ثابت يخبرنا بما يفعله المحيط معظم الوقت. ومع ذلك، فإن الخطر الحقيقي على سواحلنا نادراً ما يأتي من هذا الضجيج المتوسط؛ بل يأتي من الحالات الاستثنائية: العواصف الضخمة النادرة التي تولد جدرانًا شاهقة من المياه قادرة على غمر البلدات، وتآكل الشواطئ، وتحطيم الجدران البحرية. ومع ارتفاع حرارة الكوكب، برز سؤال حاسم: هل تصبح هذه الأمواج الخطيرة والمتطرفة أكبر حجماً ببساطة لأن متوسط حالة المحيط تزداد اضطراباً، أم أنها تتصرف بطريقة مختلفة تماماً؟

تشير دراسة عالمية جديدة أجراها فريق دولي من الباحثين إلى أن الإجابة أكثر تعقيداً من مجرد قول "نعم" بسيطة. فمن خلال تحليل مجموعة ضخمة من عمليات المحاكاة الحاسوبية التي تضع نماذج لمناخ الأرض وأمواج المحيط، اكتشف العلماء أن الأمواج الأكثر خطورة لا تتبع نفس قواعد الأمواج المتوسطة. في الواقع، في بعض المناطق الأكثر ازدحاماً بالسكان في العالم، يُتوقع أن يصبح المحيط المتوسط أكثر هدوءاً، ومع ذلك، يُتوقع أن تصبح العواصف النادرة والمتطرفة أكثر عنفاً. هذا التباين يعني أن الاعتماد على الظروف المتوسطة للتنبؤ بالمخاطر الساحلية المستقبلية قد يؤدي إلى تقدير خاطئ وخطير للمخاطر.

استخدم الباحثون، من خلال جهد دولي منسق يُعرف باسم COWCLIP-3، ثلاثين نموذجاً حاسوبياً مختلفاً للنظر في كيفية تغير الأمواج بحلول نهاية هذا القرن. وقد فحصوا ثلاثة سيناريوهات مستقبلية مختلفة، تتراوح من عالم يتم فيه خفض انبعاثات الغازات الدفيئة بشكل جذري إلى عالم تستمر فيه هذه الانبعاثات في الارتفاع دون رقيب. ركز الفريق على أمرين رئيسيين: الحالة المتوسطة للمحيط والأحداث المتطرفة، والتي تُعرف بأنها أكبر الأمواج التي تحدث مرة واحدة كل بضعة عقود. كما بحثوا في ارتفاع الموج، والوقت الفاصل بين الأمواج، واتجاه حركتها، والطاقة التي تحملها.

رسمت النتائج صورة واضحة لمحيط متغير. ففي خطوط العرض المتوسطة في نصف الكرة الشمالي، وتحديداً عبر شمال المحيط الأطلسي وشمال المحيط الهادئ، يُتوقع أن تصبح الأمواج المتوسطة أصغر حجماً. ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى تحول مسارات العواصف التي تقود هذه الأمواج نحو القطبين، مما يترك خطوط العرض المتوسطة بحالة بحر أكثر هدوءاً في المتوسط. ومع ذلك، تتغير القصة تماماً عند النظر إلى الحالات المتطرفة. فبالرغم من أن المحيط المتوسط سيصبح أكثر هدوءاً، إلا أنه من المتوقع أن تنمو العواصف الأكثر شدة في هذه المناطق نفسها. ففي شمال المحيط الأطلسي وشمال المحيط الهادسي، يُتوقع أن تزداد أكبر الأمواج ارتفاعاً وكثافة، حتى مع تحول حالة البحر اليومية إلى حالة أكثر اعتدالاً.

هذا الاكتشاف يمثل خروجاً كبيراً عن الافتراضات السابقة. فلفترة طويلة، كان يُفترض غالباً أنه إذا ضعفت ظروف الأمواج المتوسطة، فإن الأحداث المتطرفة ستضعف أيضاً. وتظهر هذه الدراسة أن هذا المنطق لا يصمد؛ فقد وجد الباحثون أنه بينما قد ينخفض تواتر الأمواج الكبيرة في هذه المناطق - مما يعني وجود أيام أقل ذات أمواج عاتية - إلا أن الأمواج الكبيرة القليلة التي تحدث ستكون أكثر قوة. الأمر يشبه تماماً استنشاق المحيط لنفس عميق قبل زفير واحد أكثر قوة. وهذا النمط قوي بشكل خاص خلال أشهر الشتاء في نصف الكرة الشمالي.

وفي نصف الكرة الجنوبي، تبدو القصة مختلفة ولكنها دراماتيكية بنفس القدر. فحول المحيط الجنوبي، الذي يحيط بالقارة القطبية الجنوبية، يُتوقع أن تكبر كل من الأمواج المتوسطة والمتطرفة وتصبح أكثر طاقة. وهذا يتفق مع قوة الرياح الغربية في تلك المنطقة. كما وجدت الدراسة أن الصورة في المناطق الاستوائية أكثر تداخلاً وأقل يقيناً، حيث تشهد بعض المناطق انخفاضاً في طاقة الأمواج بينما تشهد مناطق أخرى زيادة، وغالباً ما يكون ذلك مدفوعاً بالأعاصير المدارية.

إن التداعيات على سلامة البشر عميقة. فقد ترجم الباحثون هذه التغيرات في المحيط المفتوح إلى تأثيرات محتملة على سواحل العالم. ووجدوا أن حوالي 62% من الخط الساحلي العالمي حساس لهذه الأنماط المتغيرة في الأمواج. وهذه الحساسية ليست موحدة؛ فهي تعتمد على نوع التأثير المراد دراسته. إذ يمكن لتغير اتجاه الأمواج أن يسرع من تآكل الشواطئ على طول الحواف القارية الغربية، بينما يمكن لتغير ارتفاع الأمواج وطاقتها أن يزيد من خطر الفيضانات في المناطق الاستوائية وأجزاء من نصف الكرة الجنوبي. ولعل الأمر الأكثر أهمية هو أن الدراسة تسلط الضوء على أن البنية التحتية الساحلية، مثل الموانئ والجدران البحرية، والتي غالباً ما تُصمم بناءً على البيانات التاريخية والظروف المتوسطة، قد تواجه خطراً أكبر من التلف. فإذا صمم المهندسون جداراً بحرياً بناءً على ظروف الأمواج المتوسطة في المستقبل، فقد يكونون غير مستعدين للأحداث المتطرفة الأكثر عنفاً، وإن كانت أقل تكراراً، والتي ستأتي بالفعل.

تؤكد هذه الدراسة درساً حيوياً للتكيف مع المناخ: لا يمكننا ببساطة النظر إلى الطقس المتوسط لفهم المخاطر المستقبلية. إن الأحداث الأكثر خطورة تنفصل عن المتوسط، وتتصرف بطرق لا تستطيع المعدلات القياسية التنبؤ بها. ومن خلال استخدام مجموعة كبيرة من النماذج وطريقتين مختلفتين لتحليل البيانات - إحداهما تنظر في مدى تكرار تجاوز الأمواج لارتفاع معين والأخرى تنظر في الاحتمالية الإحصائية للأحداث النادرة التي تحدث على مقياس القرن - أكد الفريق أن هذه التغيرات المتطرفة حقيقية وقوية. ووجدوا أنه في شمال المحيط الأطلسي وشمال المحيط الهادسي، فإن "عاصفة الخمسين عاماً" التاريخية، وهي حدث موجي ضخم يُتوقع حدوثه مرة واحدة كل نصف قرن، قد تحدث بمعدل مرة كل 20 إلى 40 عاماً بحلول نهاية القرن. وفي بعض أجزاء نصف الكرة الجنوبي، قد تعود تلك العاصفة المتطرفة التاريخية في أقل من عقد من الزمان.

لا يخبرنا هذا البحث فقط كيف سيبدو المحيط، بل يخبرنا كيف يجب أن نعيد التفكير في نهجنا تجاه السلامة الساحلية. إن التباين بين الظروف المتوسطة والأحداث المتطرفة يعني أن استراتيجيات التكيف القائمة على الاتجاهات المتوسطة من المرجح أن تفشل. يجب على المخططين الساحليين والمهندسين الآن مراعاة مستقبل يمكن أن يكون فيه المحيط هادئاً بشكل مخادع في المتوسط، ولكنه قادر على توجيه ضربات مفاجئة ومكثفة. وتخلص الدراسة إلى أن التقييمات المخصصة لهذه الحالات المتطرفة لم تعد اختيارية بل ضرورية لحماية المليارات من البشر وتريليونات الدول actually من الأصول التي تصطف على شواطئ العالم. إن المحيط يتغير بطرق قد تكون طفيفة في المتوسط اليومي، لكنها دراماتيكية في الحالات المتطرفة، وفهم هذا الفرق هو المفتاح للنجاة في القرن القادم.