المدن تغير تشكيلات السحب
تلعب السحب دورًا حيويًا في نظامنا المناخي من خلال المساعدة في تبريد الأرض وتوفير الرطوبة. يمكن أن تتعطل تشكل الغيوم بسبب البيئات الحضرية بسبب تأثيرات الأسطح الحضرية وإطلاق الهباء الجوي.
لا تزال الطبيعة الدقيقة لتفاعل البيئة الحضرية مع تكوين السحب غير مفهومة جيدًا ولا يتم أخذها في الاعتبار بشكل جيد في النمذجة المناخية المطبقة اليوم. الآن ، يسعى العلماء إلى فهم أفضل لكيفية تأثير مدننا وبلداتنا على تكوين السحب مع احتمال أن تكون النتائج مهمة لفهم المناخ في المستقبل.
استخدام صور القمر الصناعي لتحليل أنماط السحب فوق المناطق الحضرية
في دراسة حديثة ، تمت دراسة أكثر من 447 مدينة في الولايات المتحدة المجاورة باستخدام أنماط السحب المشتقة من الأقمار الصناعية والتي تم إنشاؤها على مدى عقدين من الزمن باستخدام البيانات النهارية / الليلية والموسمية. درس الباحثون كيف تتغير أنماط السحب من النهار إلى الليل ومن الصيف إلى الشتاء.
قام الباحثون بحساب وتيرة الأيام المعززة بالغيوم بالنسبة إلى العدد الإجمالي لأيام فترة الدراسة. تمت دراسة المدن عبر مناطق جغرافية وفترات مختلفة ، حيث أظهرت النتائج عمومًا الأيام الملبدة بالغيوم في أواخر الربيع والصيف في المناطق الحضرية.
يتم تشجيع الرطوبة الإقليمية من خلال التبخر في الغلاف الجوي ومن خلال نقل الرطوبة عن طريق الدورات واسعة النطاق.
في العديد من المدن ، تؤدي الاختلافات الديناميكية الحرارية بين المناطق الحضرية والريفية ، إلى جانب خشونة السطح ، إلى توليد عمليات التحديث والخلط التي ترفع الرطوبة فوق المدن إلى طبقات التكثيف السحابية. يتم تضخيم هذا التأثير أكثر في الليل بسبب التسخين الحضري الأقوى والزيادة المحتملة في محتوى الرطوبة.
الاختلافات المكانية على الرغم من وجودها في الولايات المتحدة واضحة. تحسين السحابة أقوى في شرق وجنوب شرق الولايات المتحدة المتجاورة. عادة ما يتم ملاحظة التحسينات في الغطاء السحابي الليلي في مدن شمال الولايات المتحدة الأكثر برودة وعلى طول الساحل الغربي.
علاوة على ذلك ، يبدو أن المناطق ذات معدلات هطول الأمطار المرتفعة تشهد نشاطًا سحابيًا معززًا في المناطق الحضرية أثناء الليل.
من خلال قياس الفروق السحابية ، يبدو أن تسخين الأسطح الحضرية الأقوى مرتبط بتحسينات السحب النهارية بنسبة 1.5٪ ؛ يبدو أن التحسينات الليلية تظهر زيادة بنسبة 2.3٪ في السحب بسبب التسخين السطحي مع زيادة بنسبة 2.8٪ تتأثر بالحجم الحضري.
بشكل عام ، تتمتع المناخات الرطبة والدافئة بتعزيز أقوى للسحب المحلية بشكل عام.
في الشتاء ، تؤثر المدن أيضًا على الغطاء السحابي ، لكن هذا أضعف بكثير من أشهر الصيف. ومن المثير للاهتمام أن المدن القاحلة تُظهر أقوى إشارة في التحسينات السحابية في الشتاء مقارنة بالمدن الأكثر رطوبة.
قد تؤدي درجات الحرارة المرتفعة نسبيًا في المدن إلى منع تكون الضباب ، مما يخلق ما يسمى بفتحات الضباب في المناطق التي يتشكل فيها الضباب باستثناء المناطق الحضرية. وقد لوحظ هذا في سهول الغانج الهندية. في شهري الربيع والخريف ، كانت الإشارات أقرب بين المناطق الحضرية والمناطق الريفية ، مما يُظهر تأثيرًا أقل للبيئات الحضرية على تكوين السحب.[1]
تعتبر أشهر الشتاء معقدة ، حيث تؤثر أنماط درجات الحرارة الإقليمية التي تتفاعل مع ظروف الرطوبة على تكوين السحب على المناطق الحضرية. هذا هو السبب في أن المناطق الأكثر برودة والأكثر رطوبة بشكل عام تميل إلى الحصول على المزيد من السحب الحضرية خلال النهار في أشهر الشتاء.
تبدو درجة الحرارة عاملاً محددًا أكثر أهمية ، كما رأينا في المدن الشمالية في جميع أنحاء الولايات المتحدة المتاخمة.
قد تظهر المدن الواقعة على الساحل الغربي تقلبات كبيرة في الغطاء السحابي. يكون التأثير على السحب أثناء النهار خفيفًا نسبيًا ، لكن التأثير في الليل يكون أكثر وضوحًا.
المدن تضعف نسيم الأرض
يبدو أن المدن تُضعف نسمات الأرض التي تساعد على تعزيز تسخين الأسطح الحضرية ليلاً مع زيادة جفاف المناطق الأكثر برودة وغطائها السحابي. بشكل عام ، من الواضح أن الإعدادات الحضرية لها تأثير كبير على الغيوم عبر الولايات المتحدة المتاخمة.
تشهد المدن الداخلية زيادة في السحب في فصل الصيف خلال النهار. في فصل الشتاء ، تظهر المناطق أيضًا نهارًا محسنًا وتأثيرات سحابة ليلية منخفضة.
بشكل عام ، يبدو أن الرطوبة والطاقة الحرارية هما العاملان الرئيسيان الذي يؤثران على تغطية السحب في المناطق الحضرية. بالنظر إلى التأثيرات على السحب ، من الواضح أن الإعدادات الحضرية تلعب دورًا مهمًا في الرطوبة.
تم العثور على الهباء الجوي من الأماكن الحضرية أيضًا لتعديل الخصائص الفيزيائية الدقيقة لقطرات السحب. تلقي النتائج أيضًا الضوء على سبب معاناة العديد من النماذج المناخية من حين لآخر لمحاكاة الغطاء السحابي الحضري بدقة في مدن مثل لندن.[2]
بالنظر إلى الدور المهم للغيوم في نمذجة المناخ والمناخ ، والتي ستصبح حاسمة بشكل متزايد للتنبؤ بآثار تغير المناخ في المستقبل ، من الضروري أن نكتسب فهمًا أفضل لعمليات تكوين السحب الحضرية وتحسين جمع البيانات.
لتحسين فهمنا لكيفية تأثير مدننا على التكوينات السحابية ، من الضروري إجراء دراسات تغطي أجزاء مختلفة من الأرض ، نظرًا لوجود تباين كبير بسبب الاختلافات المناخية والجغرافية.
مع توسع المناطق الحضرية والمعبدة عبر المناطق التي تشهد نموًا سكانيًا مرتفعًا ، سيزداد تأثير البيئات الحضرية على المناخ في التأثير على أنماط السحب.
مراجع
[1] لمزيد من المعلومات حول كيفية تأثير البيئات الحضرية على تكوين السحب في الولايات المتحدة المتجاورة ، انظر: Vo TT، Hu L، Xue L، et al. (2023) التأثيرات الحضرية على أنماط السحب المحلية. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم 120 (21): e2216765120. DOI: 10.1073 / pnas.2216765120.
[2] لمزيد من المعلومات حول كيفية تأثير مدينة مثل لندن على غلافها السحابي في أشهر الصيف ، انظر: Theeuwes NE ، Boutle IA ، Clark PA ، et al. (2022) فهم الغطاء السحابي الصيفي بلندن. المجلة الفصلية للجمعية الملكية للأرصاد الجوية 148 (742): 454-465. دوى: 10.1002 / qj.4214.
يشارك:
