Spatiotemporal analyses of Extreme Precipitation and Flooding in Tennessee
تستخدم هذه الدراسة إطاراً جغرافياً مكانياً قابلاً للتكرار وتحليلاً لمكعب الزمان والمكان لمقاطعات تينيسي للكشف عن الاتجاهات المتزايدة في هطول الأمطار الغزيرة والأضرار التي تلحق بالممتلكات، لا سيما في وسط تينيسي، مما يوفر أدلة حاسمة لتحسين التخطيط للحد من المخاطر ضد المخاطر الهيدرولوجية المتفاقمة.
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
الماء رفيق دائم للحياة، ولكن عندما يصل بقوة مفرطة أو في المكان الخاطئ، يصبح قوة مدمرة قادرة على إعادة تشكيل المناظر الطبيعية وتدمير المجتمعات. في الولايات المتحدة، يهيمن نوعان متميزان من الكوارث المائية على العناوين الإخبارية: الفيضانات، وهي غمر بطيء للأراضي الجافة نتيجة فيضان الأنهار والجداول، والفيضانات المفاجئة، وهي موجات عنيفة ومفاجئة يمكن أن تتشكل في غضون دقائق من هطول أمطار غزيرة. وبينما يعلم العلماء منذ فترة طويلة أن الظواواث الجوية المتطرفة أصبحت أكثر تكراراً، فإن فهم أين وكيف تتغير هذه المخاطر بدقة يتطلب النظر إلى الماضي من خلال عدسة محددة. يجب على الباحثين ألا يكتفوا بفحص عدد العواصف التي تحدث فحسب، بل أيضاً أين تحدث، وكم مرة تضرب الأماكن نفسها، وما إذا كان الضرر الذي تسببه يزداد سوءاً بمرور الوقت. يساعد هذا النوع من الاستقصاء المجتمعات على الاستعداد لمستقبل قد تتغير فيه قواعد المياه والطقس.
قام فريق من الباحثين في جامعة إيست تنيسي ستيت مؤخراً بتطبيق هذا النوع من الاستقصاء العميق الذي يركز على الوقت على ولاية تنيسي. لقد بنوا نموذجاً رقمياً سمح لهم بمراقبة تاريخ ثلاثين عاماً من الطقس وهو يتكشف، مقاطعة تلو الأخرى، لرؤية كيف تصرفت الأمطار الغزيرة وفيضانات الأنهار والفيضانات المفاجية عبر الولاية. كان هدفهم هو تجاوز مجرد إحصاء العواصف ورسم خرائط لأنماط الخطر المتطورة. وجدوا أنه بينما ارتفع عدد أحداث الفيضانات في بعض المناطق وانخفض في مناطق أخرى، فإن قصة الأضرار تروي حكاية مختلفة وأكثر إلحاحاً. ففي الجزء الأوسط من الولاية، يرتفع معدل تكرار الأمطار الغزيرة، كما ترتفع التكلفة المالية لكوارث الفيضانات بشكل حاد، حتى في الأماكن التي لم يزدد فيها عدد الفيضانات بالضرورة.
لفهم هذه التغييرات، عامل الباحثون الولاية كخط زمني حي. فقد جمعوا سجلات كل حدث مطري غزير، وكل فيضان نهري، وكل فيضان مفاجئ تم تسجيله بين عامي 1991 و2022. وبالنسبة للأمطار، نظروا في العواصف التي كانت قوية بما يكفي لتتوقع حدوثها مرة واحدة في السنة، أو مرة كل سنتين، أو مرة كل خمس سنوات. أما بالنسبة للفيضانات، فقد تتبعوا مدى تكرار حدوثها وحجم الأموال التي كلفتها في أضرار الممتلكات. ثم أدخلوا هذه الكمية الهائلة من البيانات في نظام حاسوبي نظم المعلومات في شبكة ثلاثية الأبعاد. في هذه الشبكة، مثلت الطبقات الأفقية جغرافيا مقاطعات تنيسي الخمس والتسعين، بينما مثل المحور الرأسي الزمن، الممتد من أوائل التسعينيات حتى الوقت الحاضر. سمح ذلك للفريق برؤية ليس فقط أين وقعت الأحداث، بل كيف تحركت تلك الأنماط وتكثفت عبر العقود.
كشفت النتوة عن ولاية في مرحلة انتقالية. ففي جميع أنحاء تنيسي، عدد المقاطعات التي تشهد زيادة في هطول الأمطار الغزيرة أكبر بكثير من عدد المقاطعات التي تشهد انخفاضاً. وهذا الاتجاه قوي بشكل خاص في وسط الولاية، حيث أصبح تجمع من المقاطعات بؤرة ساخنة ثابتة للأمطار الغزيرة. وفي بعض هذه المقاطعات المركزية، تضاعف أو تضاعف ثلاث مرات عدد أحداث الأمطار الغزيرة في السنوات الأخيرة مقارنة ببداية فترة الدراسة. وقد حدد الباحثون مناطق محددة، مثل حوض ناشفيل وحواف هضبة كومبرلاند، حيث أصبحت هذه الأمطار الغزيرة ميزة منتظمة ومتزايدة للمناخ المحلي.
وعندما وجه الفريق اهتمامهم إلى الفيضانات المفاجئة، أصبحت الصورة أكثر تعقيداً. ففي الجزء الغربي من الولاية، وتحديداً في مقاطعتي شيلبي وتيبتون، يرتفع عدد أحداث الفيضانات المفاجئة بوضوح. ومع ذلك، في أجزاء كثيرة أخرى من الولاية، انخفض عدد الفيضانات المفاجئة أو ظل كما هو. قد يشير هذا إلى أن الخطر يتلاشى في بعض الأماكن، لكن البيانات المتعلقة بأضرار الممتلكات تروي قصة مختلفة. ففي الأجزاء الوسطى والشرقية من الولة، ترتفع الأموال المفقودة بسبب الفيضانات المفاجئة بشكل مستمر. وهذا يعني أنه بينما قد يكون هناك عدد أقل من الفيضانات المفاجئة في بعض المناطق، إلا أن تلك التي تحدث تسبب أضراراً أكثر شدة. إن الأمر يشبه عاصفة تضرب بشكل أقل تكراراً ولكنها تأتي بضربة أقوى عندما تصل.
كما نظر الباحثون في فيضانات الأنهار التقليدية، التي تميل إلى الارتفاع ببطء أكثر من الفيضانات المفاجئة. وهنا، يتجه الاتجاه بوضوح نحو الأعلى في الأجزاء الوسطى والشرقية من الولاية. تشهد المقاطعات في وسط تنيسي المزيد من فيضانات الأنهار، وترتفع التكلفة المالية لهذه الأحداث في الشرق. ومن المثير للاهتمام أن الدراسة وجدت أن عدد أحداث الفيضانات وكمية الأموال المفقودة لا يتحركان دائماً في نفس الاتجاه. ففي بعض المقاطعات، ينخفض عدد الفيضانات ولكن الضرر يرتفع. يشير هذا إلى أن الفيضانات التي تحدث تصبح أكثر شدة، أو أن المجتمعات التي تضربها تصبح أكثر عرضة للخطر بسبب التغيرات في الأرض، مثل زيادة المباني والطرق التي تمنع الماء من امتصاصه في الأرض.
جاءت واحدة من أكثر النتائج لفتاً للنظر من خلال النظر في جغرافيا الولاية وتاريخها. لاحظ الباحثون أن حدثاً مطرياً قياسياً في عام 2021 في مقاطعة مركزية، حيث هطل أكثر من عشرين بوصة من المطر في يوم واحد، تسبب في فيضان مفاجئ أدى إلى مقتل اثنين وعشرين شخصاً وتسبب في أضرار تجاوزت مائة مليون دولار. هذا الحدث الوحيد، الذي كان أكثر شدة بكثير من أي شيء شوهد في العقود السابقة، ساعد في تغيير الاتجاهات طويلة المدى لتلك المنطقة. كما سلطت الدراسة الضوء على كيفية قيام شكل الولاية وحدودها بإخفاء هذه الأنماط. فعندما حلل الباحثون الولاية ككل، حجبت بعض المناطق الخطرة ضخامة حجم الأحداث في المركز. ولكن عندما نظروا إلى المناطق الشرقية والوسطى والغربية بشكل منفصل، ظهرت بؤر ساخنة جديدة، لا سيما في الشرق، حيث كُشفت الأخطار التي كانت مخفية سابقاً.
تخلص الدراسة إلى أن الأدوات المستخدمة لرسم خرائط هذه التغييرات قيمة لأي شخص يحاول حماية المجتمعات من الكوارث المائية. فمن خلال تصور كيفية تحرك المخاطر عبر الزمان والمكان، يمكن للمخططين رؤية المناطق التي أصبحت أكثر خطورة ولماذا. وتظهر الأبحاث أن التهديد ليس موحداً؛ فهو متركز في جيوب محددة من الولاية، حيث تواجه المنطقة المركزية الزيادة الأكثر أهمية في كل من الأمطار الغزيرة وأضرار الفيضانات. وتشير النتائج إلى أن الاستعداد للمستقبل يتطلب ما هو أكثر من مجرد إحصاء العواصف؛ إنه يتطلب فهم كيفية تغير شدة تلك العواصف وهشاشة الأرض معاً. ومع استمرار تغير المناخ، توفر هذه الخرائط التفصيلية للماضي دليلاً حاسماً لبناء مستقبل أكثر أماناً.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.