رصد نقل بخار الماء في موقع ساحلي بالبحر الأبيض المتوسط خلال صيف 2021 ومقارنته مع ERA5

لماذا الهواء الصيفي فوق المتوسط مهم

جلب صيف 2021 موجات حرارة قياسية وتربة جافة وفيضانات مدمرة لأجزاء من أوروبا. وراء هذه المتطرفات مكوّن بسيط: بخار الماء، الغاز غير المرئي الذي يغذي العواصف ويحجز الحرارة. تركز هذه الدراسة على موقع ساحلي في جنوب إيطاليا لمراقبة كيف تدفق الهواء الرطب فوق البحر الأبيض المتوسط خلال ذلك الموسم اللافت، وتفحص مدى قدرة أحد أبرز مجموعات بيانات الطقس العالمية، المعروفة باسم ERA5، على التقاط ما حدث فعلاً في السماء.

مراقبة أنهار غير مرئية في السماء

نشر الباحثون مجموعة كثيفة من الأجهزة في سوفيراتو، بلدة صغيرة على الساحل الأيوني في جنوب إيطاليا، من أواخر يونيو حتى نهاية سبتمبر 2021. قام مقياس ميكروويف عمودِي بقياس كمية بخار الماء الموجودة على ارتفاعات مختلفة باستمرار، بينما تعقّبت أنظمة الليزر والرادار السحب. سمحت هذه الأدوات للفريق بتتبع البنية العمودية للرطوبة في الغلاف الجوي فوق الموقع، وليس فقط عند السطح. ووجدوا أنه طوال جزء كبير من الصيف تشكلت مرارًا طبقة رطبة غير معتادة على بعد عدة كيلومترات فوق السطح، حتى عندما بدا السماء صافية إلى حد كبير من الأرض.

مقارنة الهواء الحقيقي بجو رقمي

لمعرفة مدى مطابقة أفضل إعادة بناء عالمية للواقع، قورنت الملاحظات مع ERA5، وهي إعادة تحليل جوية شائعة تمزج نماذج الطقس مع أرشيف ضخم من القياسات. نجح ERA5 في إعادة إنتاج أنماط الطقس العامة التي وجهت كتل الهواء حول أوروبا. ومع ذلك، في الحزام المتوسط الحرج بين نحو 450 و650 هكتوباسكال (حوالي 4 إلى 6 كيلومترات ارتفاعًا)، كان ERA5 جافًا باستمرار، بفارق يصل إلى 3 غرامات ماء لكل كيلوغرام من الهواء مقارنة بمقياس الميكروويف. وأكدت مقارنات إضافية مع إطلاقات بالونات عالية الجودة من محطات إيطالية أخرى أن هذا الانحياز نحو الجفاف ليس فريدًا لسوفيراتو، رغم أن حجمه يختلف من مكان لآخر.

هواء رطب بدون الكثير من السحب

على الرغم من التواجد المتكرر للهواء الرطب في الطبقات العليا، أظهرت حساسات السحب الأرضية أن الظروف المغيمة حقًا كانت نادرة فوق سوفيراتو في صيف 2021. ساهم نطاق ضغط مرتفع مستمر فوق جنوب شرق أوروبا، جنبًا إلى جنب مع طبقات ضحلة من الخلط الاضطرابي قرب السطح، في كبح الحركة الصاعدة العميقة اللازمة لبناء سحب شاهقة وأمطار غزيرة. دعمت حسابات مقاييس عدم الاستقرار القياسية من ERA5 هذه الصورة: كانت الطاقة اللازمة لزخات رعدية قوية مرتفعة بشكل متقطع فقط، وغالبًا ما تقيدها طبقات تقاوم الحركة العمودية. في هذا السياق، كان ERA5 يميل إلى المبالغة في حدوث السحب المنخفضة والمتوسطة، مما يبين كيف يمكن للنماذج أن تكافح لتمثيل السحب الدافئة والاندفاع الضعيف في تضاريس ساحلية وجبلية.

تتبع مصدر الرطوبة

لفهم أصل الهواء الرطب في المستويات المتوسطة، حلل الفريق «نقل البخار المتكامل»، وهو في الأساس قوة واتجاه تدفقات بخار الماء غير المرئية من السطح وحتى نحو 9 كيلومترات. وجدوا أن الرطوبة التي وصلت إلى جنوب إيطاليا خلال الحلقات الرئيسية جاءت من مزيج من المصادر: نقل لمسافات طويلة من المحيط الأطلسي، تبخر قوي فوق البحر الأبيض المتوسط نفسه (خاصة بحر التيهّرانيخ وخليج الأسد)، وتدفقات واردة من شمال أفريقيا. ومن خلال تشغيل حسابات مسارات تتبع حزم الهواء للأمام والخلف في الزمن، أظهرت الدراسة أنه في أيام معينة من يوليو، تم جرف الهواء الرطب الذي رُصد فوق سوفيراتو شمالًا على طول جانب نظام منخفض الضغط نحو وسط أوروبا. هذا المسار يتسق مع تحليلات مستقلة للفيضانات المدمرة التي ضربت غرب ألمانيا منتصف يوليو 2021، مما يشير إلى أن سوفيراتو كانت على أحد «طرق التغذية» بالرطوبة التي غذت تلك الكارثة.

ماذا يعني هذا للطقس والمناخ

لغير المتخصصين، الرسالة الأساسية هي أن تتبع بخار الماء بدقة عالياً فوق رؤوسنا أمر أساسي لكل من توقعات الطقس اليومية والتقييمات المناخية طويلة الأمد. تُظهر هذه الدراسة أن منتجًا عالميًا متقدّمًا مثل ERA5 قد يفتقد كميات مهمة من الرطوبة في طبقات حرجة، خاصة فوق مناطق ساحلية معقدة مثل البحر الأبيض المتوسط. يمكن أن تتسرب هذه الانحيازات لتُحدث أخطاء في تكوّن السحب، وتنبؤات هطول الأمطار، وتقديرات مقدار الحرارة المحتبسة في الغلاف الجوي. تؤكد النتائج قيمة الأجهزة الأرضية المتخصصة وشبكات البالونات المعايرة بعناية لـ«التحقق من صحة» النماذج العالمية. وستكون التغطية الأفضل لمثل هذه القياسات، إلى جانب تحسين في فيزياء النماذج ودمج البيانات، ضرورية للتنبؤ بأحداث المطر والحرارة القصوى في عالم دافئ.

الاستشهاد: Madonna, F., Gandolfi, I., Essa, Y.H. et al. Water vapor transport observed at a coastal Mediterranean site during the summer of 2021 and compared with ERA5. Sci Rep 16, 9105 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36040-0

الكلمات المفتاحية: مناخ البحر الأبيض المتوسط, نقل بخار الماء, الطقس القاسي, الملاحظات الجوية, نماذج إعادة التحليل