دراسة تستخدم نموذج محاكاة الدوامات الكبيرة لإثبات أهمية العمليات المختلطة لنجاح تجارب الاستمطار في دولة الإمارات
يهدف الاستمطار إلى تسريع نمو القطرات المائية، وتحويل المياه الموجودة داخل السحب إلى ثلوج وزخات مطرية بشكل أكثر كفاءة مما لو تم بفعل العوامل الطبيعية. ونظرًا لأهمية الأمطار في معالجة ندرة المياه، فقد حظي أسلوب تلقيح السحب من خلال إطلاق جزيئات مسترطبة أو جليدية من الهباء الجوي في السحب الحملية باهتمام علمي وتجاري متزايد. في حين أن عملية التلقيح بإطلاق الجزيئات الجليدية في السحب الأوروغرافية قد أظهرت نتائج إيجابية وحظيت بقدر كبير من الاهتمام لدى العلماء، فإن تأثيرات التلقيح الاسترطابي على تكوُّن السحب تظل محدودة وغير مؤكدة.
وللوصول إلى فهم أفضل لتأثيرات التلقيح الاسترطابي على هطول الأمطار في الظروف الجوية السائدة خلال فصل الصيف في دولة الإمارات، قامت البروفيسورة هانيل كورونين، مديرة برنامج البحوث المناخية في مركز الأرصاد الفنلندي والحاصلة على منحة الدورة الثانية من برنامج الإمارات لبحوث علوم الاستمطار، بمشروع بحثي مبتكر لدراسة الظروف والعمليات الداعمة لتلقيح السحب في الدولة باستخدام نموذج محاكاة الدوامات الكبيرة ونموذج مفصل للفيزياء الدقيقة للهباء الجوي والغيوم، حيث ركزت الدراسة على إثبات أهمية العمليات المختلطة في تعزيز هطول الأمطار من خلال التلقيح استرطابي وذلك بدمج مخرجات التلقيح في التجارب النموذجية.
وتضمنت الدراسة إجراء تجارب نموذجية في بيئة شبه مثالية لتوصيف مجموعات السحب الحملية متوسطة العمق يصل ارتفاع قمة السحابة فيها إلى 10 كم خلال الأجواء الصيفية السائدة في الدولة. ولتوفير الظروف الأولية المناسبة لإجراء محاكاة الدوامة الكبيرة التي اعتمدت عليها هذه الدراسة، تمت محاكاة أحداث هطول الأمطار بواسطة نموذج التنبؤ العددي بالطقس، وتم اختيار الحالة المناسبة لمحاكاة الدوامة الكبيرة من خلال تحديد الأيام التي شهدت أمطاراً بكميات ملحوظة بالاستعانة ببيانات محطة المراقبة الأرضية التابعة للمركز الوطني للأرصاد، ومن ثم فحص الحالات المحتملة بناء على ملاحظات الأقمار الصناعية لتحديد الوقت والموقع المناسبين لتكوُّن السحب الحملية متعددة المراحل التي يمكن أن تؤدي إلى هطول الأمطار.
وتوصلت الدراسة إلى أن تأثير التلقيح الاسترطابي يتجاوز المسارات المختلفة لنمو الالتحام في المرحلة الدافئة والتأثير على نمو جزيئات الجليد في السحب ذات الحمل الحراري المختلط، حيث يتم امتصاص القطرات المتكونة على الهباء الجوي الملقح بواسطة التيارات المتصاعدة. كما لوحظ بشكل خاص أن التلقيح الاسترطابي يعمل على تسريع عملية التجميد، وبالتالي تعزيز هطول الأمطار.
ونظرًا لإجراء هذه الدراسة في منطقة تشكل فيها عمليات المختلطة المصدر الرئيسي لهطول الأمطار في السحب الحملية، تسلط التجارب النموذجية الضوء على الدور المهم للعمليات المختلطة وتأثيرها على التلقيح الاسترطابي بما يقدم أدلة نظرية مقنعة على الدور المفترض لنمو عملية التجميد على هطول الأمطار.
كما تشير الدراسة أيضًا إلى الحاجة إعداد دراسة حالة أكثر واقعية للتوصل إلى تقدير كمي أفضل لفعالية التلقيح ولتأكيد استنتاجاتها من حيث التأثيرات السطحية وظروف الأرصاد الجوية المتغيرة.
لقراءة المزيد، يرجى دخول الرابط التالي:
https://doi.org/10.1175/JAMC-D-21-0183.1
