علم الأرصاد الجوية: تحسين تنبؤات الطقس للعالَم النامي

«يمكن للمشاركات العالمية في تنبؤات الطقس أن تكلِّف القليل، وتخفف من الدمار الناجم عن الفيضانات والجفاف والعواصف الاستوائية» بيتر ج. وِبستر

بيتر ج. وبستر

Nature  31 Jan 2013

ضرب إعصار ساندي الساحلَ الشمالي الشرقي للولايات المتحدة في أكتوبر 2012، حاملًا معه تحذيرًا كبيرًا. وقد تسبَّب الإعصار في دمار واسع النطاق، لكنْ لم يتجاوز عدد المتوفّين في المنطقة 125 فردًا، وذلك بفضل التخطيط الجيد الذي أتاحته دقة التنبؤات طويلة الأمد لحالة الطقس.

أثر الفيضانات التي ضربت باكستان في سبتمبر 2012 على ملايين الناس، بحيث تسببت في تهجيرهم، وتدمير منازلهم، ومزارعهم، ومواردهم من المياه والغذاء.

Credit: WAQAR HUSSEIN/epa/Corbis

أمّا في الدول النامية، فتضرب العواصف الاستوائية والفيضانات والجفاف بالحد الأدنى من التحذير للسكان؛ فتتسبب في قتل آلاف الأشخاص سنويًّا. ومع أن %5 فقط من العواصف الاستوائية تحدث سنويًّا في شمال المحيط الهندي، فإنها تتسبب في مقتل %95 من مجمل ضحايا الفيضانات والأعاصير في العالم^1,2. وفي عامي 2007 و2008 تسببت عاصفتان استوائيتان من النوع القوي جدًّا (سِدر، ونرجس) في مقتل أكثر من 10 آلاف شخص في بنجلاديش، و138 ألف شخص في ميانمار.
وتسببت الفيضانات الناجمة عن نهري الجانجز، وبراهمابوترا في تشريد أكثر من 40 مليون شخص كل عام من الأعوام القليلة الماضية^3,4. وفي عام 1998، كان حوالي %60 من مساحة بنجلاديش مغمورًا بمياه الفيضانات لمدة ما يقرب من ثلاثة أشهر. وفي عام 2010، تعرض وادي الإندوس في باكستان إلى الدمار، نتيجة فيضانات خلّفت أكثر من 2000 ضحية، وتسبّبت في 40 مليار دولار من الخسائر⁵، وقد تعرضت المنطقة نفسها لفيضانات جديدة في صَيْفَي عامي 2011 و2012.
كما يحكم الجفاف على الملايين من البشر بالجوع على امتداد دول العالم النامي. وقد تسببت فترة من انقطاع الأمطار لمدة 3 أسابيع بعد انتهاء موسم الزراعة ـ التي أعقبت ما بدا وكأنه فترة طبيعية من الرياح الموسمية العادية ـ بكارثة من فشل المحاصيل في الهند في عام 2002 (المرجع رقم 6). وقد تم ربط الفترة غير المتوقعة من الجفاف مع تقلبات في طقس جنوب آسيا، تحدث كل 30-60 يومًا⁷.
ومن المتوقع أن يتعرض أي فرد يعيش في جنوب آسيا أو أفريقيا لمواجهة عدة أحداث من الطقس الجامح في حياته. ولأن قدرة المجتمعات الفقيرة على المرونة في مواجهة هذه الكوارث ضعيفة، وتتراجع مع حدوث كل كارثة، فإن التأثيرات التراكمية تؤدي إلى زيادة في حالات الفقر والعوز، حيث يقوم أصحاب الحيازات الصغيرة بشراء المقتنيات بديون تتم مقايضتها بعد انتهاء الموسم الزراعي. ولهذا.. يمكن لفقدان المحصول أو الثروة الحيوانية في عام سيئ واحد أن يضع المُزَارِع في مديونية لعدة سنوات قادمة؛ مما يقود إلى الحُكْم على عدة أجيال بالفقر.
وبفضل التطوُّر في علم التنبؤ بأحوال الطقس، يمكن أن يُتوقَّع مثل هذه الكوارث في كل مكان في العالم بوقت طويل؛ للتحذير منها، مثلما حدث في حالة إعصار ساندي. والمشكلة هي في تحديد التنبؤات العالمية المعقدة نحو دولة أو منطقة معينة، ومن ثم التواصل بهذه المعلومات مع المجتمعات المحليّة؛ لاتخاذ الإجراءات المناسبة واللازمة.
ومن أجل تقليل آثار حالات الطقس بالغة الخطورة؛ لا بد من بناء الشبكات ما بين المتنبِّئين بالطقس العالمي والخبراء المختصِّين بالمناخ في الدول المتقدمة، وما بين الباحثين والمنظمات الحكومية وغير الحكومية في الدول النامية. إن الاستثمار المطلوب في تحقيق هذا الأمر ليس كبيرًا، وسوف يحقق عوائد بنفسه مع مرور الوقت، حيث تقدِّر مجموعتِي البحثية في معهد جورجيا للتكنولوجيا تكلفة إسهام مثل هذه الشبكات في التنبؤ بالفيضانات على امتداد آسيا بما لا يتجاوز مليون دولار سنويًّا، وهو ما يعني إنقاذ آلاف الأرواح، وتوفير مليارات الدولارات.

بدون تحذير

في معظم الدول النامية يتم إعلان التحذيرات من الحالات الجوية السيئة قبل أيام قلائل من حدوثها، هذا إنْ أُعلن عنها أساسًا، لكن فيما يتعلق بالفيضانات والأعاصير الاستوائية، فإن الأمر يحتاج إلى أسبوع على الأقل من الإنذار المسبق؛ ليسمح لأبطأ القطاعات الاجتماعية (غالبًا ما يكون قطاع المزارعين مع ماشيتهم) بالإخلاء. وبالنسبة إلى حالات الجفاف قصيرة الأمد، فإن تحذيرًا مسبقًا ببضع أسابيع يسمح لأصحاب الحيازات الصغيرة بتعديل مواعيد الزراعة والحصاد. أما حالات الجفاف الطويلة، فتحتاج إلى إنذارات مسبقة بحوالي أشهر؛ بحيث يمكن للمزارعين اختيار المحاصيل الأكثر مقاومةً للجفاف، والقيام بتخزين المياه والأعلاف.
مع أنّ الأعاصير المدمرة التي حدثت في عام 2010 ضربت المناطق الشمالية من باكستان بدون تحذير، إلا أنه كان يمكن التنبؤ بالأمطار التي هطلت بشدة وكثافة، والتي كانت مسؤولة عن الفيضان قبل 8-10 أيام من حدوثها، في حال تحليل البيانات في ذلك الوقت⁵. وفي سبتمبر 2012 استخدمت مجموعتِي البحثية نماذج للتنبؤ بالأمطار، وكذلك الحالات الهيدرولوجية الإقليمية للتنبؤ بحدوث الفيضانات قبل 10 أيام من حدوثها، لكن الحكومة الباكستانية لم تنفِّذ الإجراءات المطلوبة بعد صدور التحذير. ولحسن الحظ، كانت حدة الفيضانات أقل من تلك التي حدثت في عام 2010.
ولتحقيق التنبؤات الإقليمية التي تستلزم أوقات تحذيرٍ طويلة، يجب الأخذ بعين الاعتبار أنظمة الدوران الجوي العالمية، لأنّ الطقس المحلي عادة ما يخضع لتأثير الأحداث بعيدة الأمد. وعلى سبيل المثال.. تغيَّر مسار إعصار ساندي بواسطة نظام للضغط المنخفض، متوسط الارتفاع في المحيط الأطلسي، كان يتحرك ببطء على امتداد كندا، وعلى بُعْد آلاف الكيلومترات إلى الغرب.
تحتاج النماذج العالمية للتنبؤ بالطقس عقودًا قيد التطوير، وهي باهظة الثمن في إنشائها وصيانتها، ولا يتم تشغيلها إلا عن طريق بعض المنظمات الحكومية الوطنية، أو متعددة الجنسيات، ومنها: «المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى» ECMWF، و«مكتب الأرصاد البريطاني»، و«المراكز الوطنية للتنبؤات البيئية في الولايات المتحدة»NCEP .
يبدأ كل تشغيل للنموذج عن طريق منظومة كبيرة من البيانات الجغرافية المحيطية، وبيانات الأرصاد الصادرة عن أكثر من 30 ألف عملية رصد على سطح الأرض، وحوالي 3500 عوّامة مائية، وعديد من الأقمار الاصطناعية. وبالرغم من ذلك.. فإن مدى التغطية العالمي لهذه المؤشرات غير مكتمل (خاصة في الجزء الجنوبي من الكرة الأرضية)، وتعاني القياسات من أخطاء، كما لا تُعتبَر الحسابات اللوغاريتمية دقيقةً تمامًا. وبهذه الظروف.. فإن النماذج العالمية يتم تشغيلها يوميًّا عدة مرات باستخدام معطيات أولية مختلفة⁸. وعلى سبيل المثال.. يشغل «المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى» نموذجه المسمَّى «51 مرة» مرتين يوميًّا، وبهذا يقوم بإدخال بيانات أولية جديدة تكفي لإنتاج تنبؤات لمدة 1-15 يومًا، ويمكن له أن يوسِّع من نطاق التنبؤات؛ ليشمل 32 يومًا مرتين أسبوعيًّا.
من الناحية النظرية يمكن للدول النامية الوصول إلى هذه المرحلة من تدفق البيانات. على سبيل المثال.. يتم نشر تنبؤات «المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى» على الإنترنت يوميًّا، لكن استخلاص بيانات إقليمية منها يشبه تعبئة كأس عن طريق خرطوم مكافحة الحرائق. إن تكلفة نقل البيانات عبر الإنترنت عالية، وكذلك تحتاج عملية تنزيل البيانات في وقت مناسب إلى معدلات عالية في سرعة نقل البيانات، في حين تعاني الدول النامية من الموازنات المنخفضة، ومن سرعات الإنترنت البطيئة. ولهذا.. فإن المفارقة الغريبة هي أنه كلما زاد تحسن دقة التنبؤات؛ ازدادت الصعوبات على الدول النامية للحصول على هذه التنبؤات الدقيقة.
إنّ التنبؤات الإقليمية تحتاج إلى معايرة مع البيانات المحلية، مثل خطوط الكونتور الجغرافية، وهذا ما يتجاوز قدرة المراكز العالمية للتنبؤات الجوية. لكن يمكن للمؤسسات الوسيطة ـ مثل المجموعات البحثية، والجامعات، والشركات ـ أن تلعب دور الجسر ما بين مزوِّدي التنبؤات العالمية، والمجتمعات المستخدمة لها. وهناك عدة مشاركات تظهر حاليًا في هذا السياق، لكنْ مطلوب المزيد منها.
تقدم بنجلاديش قصة نجاح، يمكن تكرارها في مناطق أخرى، إذ يتم إرسال التنبؤات الجوية العالمية التي تُنتَج في أوروبا إلى الولايات المتحدة، ومن ثم يتم تحويلها إلى تنبؤات للفيضانات، يمكنها أن تندمج مع نظام إدارة الكوارث في بنجلاديش في غضون 6 ساعات. لقد بدت الحاجةُ واضحةً إلى نظام إنذار وتنبؤ مبكِّر في بنجلاديش، بعد الفيضانات التي حدثت في عام 1998. ولتحقيق ذلك.. تعاونَ «المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى» مع حكومة بنجلاديش، ومع مجموعتِي البحثية لتطوير نظام للتنبؤ بالفيضانات قبل 1-10 أيام من حدوثها، بالإضافة إلى إنشاء «شبكة تطبيقات التنبؤات المناخية» CFAN؛ لتوزيع هذه النتائج. وقد تم استخدام هذا النظام تجريبيًّا للمرة الأولى في عام 2004، وأصبح جاهزًا للتنفيذ في عام 2007. لقد تم تطوير منهجية البحث العلمي الأساسية بالتعاون مع «مؤسسة العلوم القومية الأمريكية»، وتم تقديم الدعم المالي من قِبَل «الوكالة الأمريكية للتنمية الدولية»، و«مؤسسة الإغاثة الدولية» CARE إلى «شبكة تطبيقات التنبؤات المناخية»؛ لتنفيذ هذا البرنامج.
وأصبحت «شبكة تطبيقات التنبؤات المناخية» تنتج تنبؤات يوميّة لتدفق نَهْرَي الجانجز، وبراهمابوترا منذ عام 2004، ثم ترسلها إلى مركز بنجلاديش للتنبؤ بالفيضانات³،⁴. وفي حال زادت نسبة احتمال حدوث الفيضان عن %80؛ يتم إرسال المعلومات إلى كافة المكاتب الحكومية عبر بنجلاديش.

كبر الصورة

Credit: SOURCE: CEGIS/UNOSAT

يعتبر التخطيط والتدريب أمرين أساسيَّين لتحقيق أفضل قدر من الكفاءة في استخدام التنبؤات. وقبل موسم الفيضانات في عام 2007، تم تدريب قادة المجتمع والقرى المحليين في ست مقاطعات في بنجلاديش على تفسير البيانات واتخاذ الإجراءات في حال كان حدوث الفيضان وشيكًا، حيث يمكن للقادة المحليين أن يخبروا المزارعين أن يحصدوا محاصيلهم، ويخبِّئوا ماشيتهم في مواقع آمنة، وأنْ يقوموا بتخزين المياه النظيفة، وتأمين الطعام، وحماية المَزَارِع.
لقد تعرضت بنجلاديش لثلاثة فيضانات رئيسة في عامي 2007 و2008، وتم التنبؤ بكل واحد منها بنجاح قبل 10 أيام من حدوثه. وتبعًا لذلك.. تم اتخاذ إجراءات احترازية كافية؛ للتخفيف من آثاره³،⁴ (انظر: التحذير من الفيضانات في بنجلاديش). وبناءً على تقرير للبنك الدولي⁹، استنتج أحد التحليلات أنه قد تم توفير حوالي 40 دولارًا مقابل كل دولار تم استثماره في نظام التنبؤ والإنذار الإقليمي. وقد تم حساب الأموال المتوفرة في القرى بوحدات الدخل السنوي⁴.
في عام 2009، ومن أجل تعزيز بناء القدرات الإقليمية، قامت «شبكة تطبيقات التنبؤات المناخية» بتسليم منظومتها الخاصة بالتنبؤ بالفيضانات إلى مركز بنجلاديش للتنبؤ بالفيضانات، والتحذير منها. وعندما ثبت أن الحجم الكبير للبيانات كان أصعب من قدرة المركز على التعامل معه، تم إسناد المسؤولية إلى مؤسسة دولية غير حكومية، وهي مؤسسة «نظام الإنذار الإقليمي المبكر المتكامل متعدد المخاطر» RIMES، التي يتم تمويلها جزئيًّا من قِبَل الدول الأعضاء، وتعمل مع الحكومات على امتداد جنوب وشرق آسيا لدمج التنبؤات الإقليمية في البرامج الوطنية؛ للتخفيف من الكوارث. كما توفر هذه المؤسسة الإنذارَ المبكرَ لعديد من المخاطر الطبيعية، ومنها الزلازل، وموجات التسونامي، وحالات الجو القاتلة. وتعتبر هذه المؤسسة مبتكرَة في فكرتها، لكنّ تمويلها محدود، وهذا ما يجعلها تجد صعوبةً في الاحتفاظ بكادر العلماء المطلوب للتصدِّي لمشاكل محددة. كما يعرقل التمويل غير الكافي أيضًا التحديث الضروري لنماذج التنبؤ مع تغيّر أنظمة التنبؤ العالمية والأقمار الصناعية.

المشاركات الدوليّة:

يجب الاهتمام بالمشاركات العالمية التي تجسر الهوّة ما بين المتنبئين العالميين، وما بين المجتمعات المستخدِمة لهذه التنبؤات في مناطق أخرى من العالم؛ من أجل التصدي للعديد من المخاطر المرتبطة بالطقس. سوف تعتمد خطة ونوعية المجموعة التي تقوم بهذه المهمة على نوعية المخاطر التي سيتم التعامل معها، ولكن هدف كل فريق سيكون متشابهًا: وهو إنتاج نماذج ومنظومات للتنبؤ بالمخاطر الطبيعية، تكون مبنيّة على التنبؤات العالمية، واستخدامها لتوفير وسائل إنذار للمنطقة. وسوف يكون هذا الفريق مسؤولًا أيضًا عن تجديد هذه النماذج والمنظومات، كلما تغيّرت الأنظمة والتقنيات المرتبطة بها.
يمكن دعم مثل هذه المشاركات بتمويل مستدام من المؤسسات متعددة الحكومات، مثل الأمم المتحدة، والبنك الدولي، والوكالة الأمريكية للتنمية الدولية. وتقدِّر مجموعتِي البحثية أن كلفة التنبؤات التي تصل إلى 10-15 يومًا قبل وقوع الكارثة في منطقتي شرق وجنوب آسيا ـ والتي تستجيب لعديد من المخاطر المائية والجوية، مثل الفيضانات الموسمية منخفضة المنسوب، والجفاف، والأعاصير الإستوائية ـ تعتبر قليلة نسبيًّا، وتصل إلى 2-3 مليون دولار سنويًّا.
إنّ قارة آسيا وقارة أفريقيا تقفان على عتبة تقدم اقتصادي كبير، ويمكن لهما أن تبنيا قدرتيهما على الاستجابة من خلال الاستخدام الكفؤ للتنبؤات الجوية طويلة الأمد¹⁰. وفي مواجهة تغيُّر المناخ المتوقَّع، ستكون المجتمعات التي استطاعت تعلُّم كيفية التكيف مع هذه المخاطر، والتخفيف من آثارها، هي الأكثر قدرةً على التصدِّي لمخاطر طبيعية أكثر تكرارًا وشِدَّة في المستقبل.

References

1. Webster, P. J. Nature Geosci. 1, 488–490 (2008).
2. Belanger, J. I., Webster, P. J., Curry, J. A. & Jelinek, M. T. Weather Forecast. 27, 757–769 (2012).
3. Hopson, T. M. & Webster, P. J. J. Hydrometeorol. 11, 618–641 (2010).
4. Webster, P. J. et al. Bull. Am. Meteorol. Soc. 91, 1493–1514 (2010).
5. Webster P. J., Toma, V. E. & Kim, H.-M. Geophys. Res. Lett. 38, L04806 (2011).
6. Webster, P. J. & Hoyos, C. Bull. Am. Meteorol. Soc. 85, 1745–1765 (2004).
7. Stephens, G. L. et al. J. Clim. 17, 2213–2224 (2004).
8. Leutbecher, M. & Palmer, T. N. J. Comp. Phys. 227, 3515–3539 (2008).
9. Teisberg, T. J. & Weiher, R. F. Background Paper on the Benefits and Costs of Early Warning Systems for Major Natural Hazards (World Bank, 2009).
10. Foresight Reducing the Risks of Future Disasters: Priorities for Decision Makers (UK Govt Office of Science, 2012).

Affiliations

1. Georgia Institute of Technology, Atlanta , USA

   • بيتر ج. وبستر