استجابة حرارة الأنهار لموجات الحر الجوية يتبدّل بتأثير الجريان ومياه الذوبان

لماذا تهم أنهار الجبال في عالم محمّى

في جميع أنحاء جبال الألب الأوروبية، تشكل الأنهار شرايين حياة للحياة البرية ومياه الشرب والزراعة وإنتاج الطاقة. لكن عندما ترتفع حرارة الهواء خلال موجات الحر، يمكن لهذه الأنهار أن ترتفع حرارتها أيضاً، ما يؤدي إلى نفوق الأسماك ومشكلات جودة المياه وإيقاف محطات الطاقة. تطرح هذه الدراسة سؤالاً يبدو بسيطاً ولكن له عواقب كبيرة: عندما يتعرّق الجو من الحر، هل تتبع أنهار جبال الألب دائماً هذا المسار، أم أن هناك عوامل خفية قد تبقي مياه الأنهار أبرد لفترة أطول؟

عندما لا يضمن الهواء الحار أنهاراً ساخنة

من خلال تحليل بيانات من 275 حوضاً نهرياً في سويسرا والنمسا بين 2011 و2021، قارن الباحثون «موجات حر جوية» في الهواء مع «موجات حر نهرية» في الماء. عُرفت كلتاهما كفترات لا تقل عن خمسة أيام حين تكون درجات الحرارة المحلية ضمن أعلى 10 بالمئة لتلك الفترة من السنة. والمفاجأة أن نحو 47 بالمئة فقط من موجات الحر الجوية أدت إلى موجات حر في الأنهار. اعتمدت قوة وترابط الاستجابة بشدة على المكان والزمان: كانت الأنهار المنخفضة الارتفاع في الربيع والصيف هي الأكثر عرضة للاحتراق مع الهواء، بينما بدت الأنهار عالية الارتفاع أكثر استجابة في الخريف وغالباً ما بقيت نسبياً أكثر برودة في الصيف.

مساعدون خفيّون: الماء الإضافي وثلوج الذوبان

لفهم سبب مقاومة بعض الأنهار للاحتراق الحراري، نظر الفريق إلى ما يتعدى درجة حرارة الهواء إلى مجموعة من الظروف الأخرى: جريان النهر، ومياه ذوبان الثلج والأنهار الجليدية، ورطوبة التربة، وهطول الأمطار مطروحاً منه التبخر، والرطوبة الجوية، والإشعاع الشمسي الذي يصل إلى السطح. حوّلوا كل هذه المقاييس إلى مقياس موحّد لمدى «غرابة» الظروف. وبرز النمط الأوضح فيما يتعلق بكمية الماء المتحرك عبر النهر ومقدار ما من ذلك الماء مصدره ذوبان الثلج والجليد. خلال العديد من موجات الحر، بقيت الأنهار التي شهدت جرياناً أعلى من المعتاد ومساهمات قوية من مياه الذوبان الباردة أبرد، حتى عندما كان الهواء المحيط استثنائياً الحرارة. بالمقابل، عندما كان الجريان أقل من المعتاد، كانت الأنهار أكثر عرضة بكثير لتجربة موجات حر نهرية.

عندما يقلب الجريان المنخفض والبحيرات الميزان

تبين أن انخفاض الجريان خلال فترات الجفاف يمثل مشكلة رئيسية. مع قلة المياه في المجرى، تمتلك الأنهار «سعة حرارية» أصغر، فتؤدي نفس كمية الحرارة الداخلة إلى رفع حرارتها بسرعة أكبر. ترتبط فترات الجريان الضعيف أيضاً بانخفاض مساهمات المياه الجوفية ومياه الذوبان، ما يزيل مصادر تبريد طبيعية مهمة. تجعل أمثلة الحالة في الدراسة ذلك أمراً ملموساً: شهدت موجتا حر في أوائل الصيف على نهر دراو في النمسا درجات هواء متقاربة، لكن في سنة كان هناك وفرة مياه ذائبة وجريان مرتفع لم تحدث موجة حر نهرية، بينما بعد عامين، مع قلة الثلوج المتبقية وانخفاض الجريان، شهدت كافة المحطات المراقبة موجات حر نهرية. أضافت البحيرات الكبيرة بعداً آخر. في الشتاء والربيع، كان الماء الخارج من بحيرات الألب أبرد من الأنهار المتدفقة إليها، ما مدد تأثير التبريد أسفل النهر. أما في منتصف وأواخر الصيف، فقد يعمّق ماء سطح البحيرة المدفأ بالشمس تسخين الأنهار أسفلها.

تغير المواسم في عصر التغير المناخي

تشير النتائج إلى أن تسخين الأنهار المستقبلي لن يتشكل بالهواء الأكثر حرارة فحسب، بل أيضاً بنظم المياه المتغيرة. من المتوقع أن يجلب التغير المناخي موجات حر أكثر تكراراً وحدّة وفترات جفاف أطول، وكلاهما يفضّل حدوث موجات حر نهرية. وفي الوقت نفسه، تتقلص رواسب الثلوج والأنهار الجليدية في جبال الألب وتذوب مبكراً في السنة. يعني ذلك وصول مياه ذوبان باردة أقل إلى الأنهار خلال أواخر الربيع والصيف، حين توفر حالياً حماية حاسمة. في العديد من الأحواض، يُتوقّع أن تتحول أنماط الجريان من هيمنة ذوبان الثلوج إلى هيمنة الأمطار، ما يؤدي إلى جريان صيفي أقل ويقلل قدرة الأنهار على عزل الحرارة.

ماذا يعني هذا للأنهار والأسماك والبشر

لغير المتخصّصين، الخلاصة الأساسية أن أنهار الجبال ليست مجرد مقاييس حرارة سلبية للهواء فوقها. تعتمد درجات حرارتها أثناء موجات الحر بشدة على كمية المياه التي تحملها، وموعد ذوبان الثلج والجليد، وكيف تمزج البحيرات مياهها وتطلقها، وما إذا كانت الأحواض رطبة أم جافة. اليوم، تمنع هذه العوامل في بعض الأحيان ارتفاع حرارة الأنهار حتى عندما يكون الهواء لاهباً. لكن مع تراجع مياه الذوبان وهبوط الجريان الصيفي في جبال الألب، من المرجح أن تضعف هذه الحماية الطبيعية. وبدون إدارة حذرة لاستخدام المياه وتشغيل الخزانات واحتياجات النظام البيئي، قد تصبح موجات الحر النهرية أكثر تكراراً وشدّة، مع آثار بعيدة المدى على الحياة المائية وجودة مياه الشرب وإنتاج الطاقة الكهرمائية.

الاستشهاد: van Hamel, A., Janzing, J. & Brunner, M.I. River temperature response to atmospheric heatwaves is modulated by discharge and meltwater. Commun Earth Environ 7, 296 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03269-6

الكلمات المفتاحية: موجات حرارة الأنهار, أنهار جبال الألب, مياه الذوبان, جفاف جريان الأنهار, آثار التغير المناخي