ثبت أن المناطق الحضرية أكثر دفئًا من المناطق الريفية المحيطة بها بسبب تأثير الجزيرة الحرارية الحضرية. ومع ذلك، فإن عدداً أقل من الناس يدركون نظيره، شذوذ هطول الأمطار في المناطق الحضرية، والذي له عواقب لا تقل أهمية. تشير هذه الظاهرة إلى أن التطور الحضري له تأثير كبير على كمية الأمطار في منطقة معينة.
في هذه المقالة سوف نخبرك لماذا تهطل الأمطار في المدن أكثر من المناطق الريفية؟.
لماذا تهطل الأمطار في المدن أكثر من المناطق الريفية؟
وأجرى باحثون في جامعة تكساس في أوستن (الولايات المتحدة الأمريكية) دراسة جديدة نشرت يوم الاثنين في المجلة العلمية Proceedings of the National Academy of Sciences، والتي تلقت تمويلا من وكالة ناسا. وقاموا بالتحقيق في حالات شذوذ هطول الأمطار في 1.056 مدينة حول العالم، ووجدوا أن أكثر من 60% من هذه المناطق الحضرية تشهد هطول أمطار أكثر مقارنة بالمناطق الريفية المحيطة بها.
وفي بعض الحالات، يمكن أن يكون التفاوت واضحًا تمامًا. على سبيل المثال، ووجدت الدراسة أن هيوستن تتلقى عادة ما يقرب من 130 ملم من الأمطار سنوياً مقارنة بالمناطق الريفية المجاورة. يمكن أن يكون لهذه النتيجة عواقب مهمة، خاصة فيما يتعلق بالخطورة المتزايدة للفيضانات المفاجئة في البيئات الحضرية المكتظة بالسكان.
لقد عرف العلماء عن التباين في هطول الأمطار في المناطق الحضرية منذ عقود عديدة، ولكن لم يحدث ذلك من قبل على المستوى العالمي. ووفقا لمؤلف الدراسة، زينجين سوي، طالب الدكتوراه في كلية كوكريل للهندسة، فإن الأبحاث السابقة ركزت فقط على مدن وعواصف محددة. في هذه الورقة، قامت هي وزملاؤها الباحثون بدراسة مجموعات بيانات هطول الأمطار من الأقمار الصناعية وأنظمة الرادار، تحليل شذوذ هطول الأمطار اليومي في 1.056 مدينة من عام 2001 إلى عام 2020.
نتائج البحوث
وقال سوي: "في المجموع، لقد وجدنا أن أكثر من 60% من مدن العالم تشهد هطول أمطار أكبر من المناطق الريفية المحيطة بها. علاوة على ذلك، قمنا بتحليل العديد من المناطق المناخية ولاحظنا أنه في المناخات المحلية الأكثر دفئًا ورطوبة، هناك ميل إلى حدوث شذوذ أكبر في هطول الأمطار مقارنة بالمدن الواقعة في المناطق الأكثر برودة وجفافًا.
بالإضافة إلى هيوستن، هناك مدن رئيسية أخرى تظهر شذوذات كبيرة في هطول الأمطار، بما في ذلك مدينة هو تشي مينه في فيتنام، وكوالالمبور في ماليزيا، ولاغوس في نيجيريا، ومنطقة ميامي-فورت لودرديل-ويست بالم بيتش الحضرية في الولايات المتحدة لظاهرة سبق أن تم التعرف عليها وتوثيقها على المستوى المحلي في العديد من المناطق الحضرية: آثار التحضر على هطول الأمطار وتطور مناخ حضري مميز، باستخدام بيانات من أكثر من ألف موقع حول العالم.
وقالت ماريا ديل كارمن كاساس كاستيلو، الأستاذة في جامعة بوليتكنيكا في كاتالونيا: "تعمل هذه الدراسة على تحسين فهمنا لهذه الظاهرة من خلال تقييمها من وجهة نظر أوسع، مما يسمح لنا بتمييز الأنماط والاختلافات التي قد لا تكون واضحة في الدراسات المحلية". (UPC-ESEIAAT).
وفي حديثه إلى SMC Spain، أبرز الخبير أنه من الضروري الاهتمام بالتفاصيل والخصائص الفريدة لكل مدينة عندما يتعلق الأمر بتطبيقات محددة في البيئات الحضرية، لا سيما في تصميم وإدارة أنظمة الصرف الصحي والصرف الصحي التي تهدف إلى الوقاية الفيضانات. وهذا الفهم أمر حيوي لفهم الظاهرة في سياقات محلية محددة. تلعب المباني الشاهقة دورًا حاسمًا في توليد الأمطار.
دور المباني
وأوضح ديف نيوجي، مؤلف الدراسة والأستاذ في كلية جاكسون لعلوم الأرض وكلية كوكريل للهندسة، أن البيئات الحضرية غالبا ما تعيد توزيع المطر من مكان إلى آخر، على غرار الطريقة التي تضغط بها على الإسفنجة: "عندما تضغط على قطعة معينة من جزء من الإسفنجة، سيخرج الماء بقوة أكبر من هذا الجانب. "إن الكمية الإجمالية للمياه داخل الإسفنج تبقى دون تغيير، ولكن بسبب الضغط الديناميكي للغلاف الجوي، هناك قدرة متزايدة على استخراج المياه من تلك المنطقة." على الرغم من أنها أقل شيوعًا، تشهد بعض المناطق الحضرية انخفاضًا في هطول الأمطار مقارنة بالمناطق الريفية المحيطة بها.
وتحدث هذه الظاهرة بشكل عام في المدن الواقعة في الوديان والمناطق المنخفضة، حيث تتأثر أنماط هطول الأمطار بالجبال القريبة. ومن الأمثلة البارزة على هذه المدن سياتل (الولايات المتحدة الأمريكية)، وكيوتو (اليابان)، وجاكرتا (إندونيسيا).
تساهم عوامل متعددة في هذه الظاهرة حيث تشهد المناطق الحضرية هطول أمطار أعلى مقارنة بنظيراتها الريفية. ووفقا للمؤلف المشارك ليانج يانج، الأستاذ في مدرسة جاكسون (الولايات المتحدة الأمريكية)، فإن أحد الأسباب المهمة هو وجود المباني الشاهقة التي تعيق أو تبطئ سرعة الرياح. ونتيجة لذلك، يؤدي ذلك إلى إنشاء تقارب هوائي موجه نحو وسط المدينة.
صرح يانغ: "يتم تضخيم التقارب بشكل أكبر من خلال المباني التي إنها تبطئ الرياح، مما يؤدي إلى تدفق هواء تصاعدي أكثر قوة. يشجع هذا التدفق الصاعد للهواء على تكثيف بخار الماء وتكوين السحب، وهو أمر ضروري لتكوين المطر والتهطال. ووفقا للباحثين، فإن الارتباط الأقوى مع شذوذ هطول الأمطار في المناطق الحضرية موجود في حجم السكان مقارنة بالعوامل الأخرى المتعلقة بالبيئة والتحضر.
ويوضح نيوغي أن العدد الأكبر من السكان يؤدي عمومًا إلى تطوير مناطق حضرية أكثر كثافة وأطول. مما يساهم بدوره في زيادة انبعاثات الغازات الدفيئة ومستويات الحرارة. ويشير يانغ إلى أن هذا الاتجاه يشكل تحديات كبيرة للمدن في المستقبل المتأثر بتغير المناخ. ويوضح أن احتمال زيادة هطول الأمطار في المناطق الحضرية، إلى جانب الأسطح غير المنفذة التي تتميز بها هذه البيئات، يخلق ظروفًا مواتية لحدوث الفيضانات المفاجئة. وقال "إن هذين العاملين مجتمعين يتطلبان وضع استراتيجيات مبتكرة للاستعداد للفيضانات المفاجئة".
كما ترون فإن أحد العوامل الأساسية لتكوين السحب الممطرة هو وجود المباني الشاهقة. آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن سبب هطول الأمطار في المدن أكثر من المناطق الريفية وما هي تداعيات ذلك.