آیا فاجعه در کمین است؟ اختلال جدی در پیش‌بینی طوفان‌ها!

طوفان‌های دریایی، پدیده‌هایی با ساختار پیچیده سه‌بعدی هستند که در نقشه‌ها و تصاویر تلویزیونی، اغلب به صورت گرداب‌های دوبعدی نمایش داده می‌شوند. برای پیش‌بینی دقیق و به‌موقع این پدیده‌ها، به ویژه تشخیص طوفان‌هایی که به سرعت در حال تبدیل شدن به تهدیدهای جدی‌تر هستند، نیاز است تا بتوانیم از میان ابرها عبور کرده و درون طوفان را مشاهده کنیم. متاسفانه، یکی از منابع کلیدی داده که امکان مشاهده ساختار داخلی طوفان را مانند یک تصویر رادیولوژی فراهم می‌کند، تا تاریخ ۱۰ تیر (30 ژوئن) از دسترس خارج می‌شود؛ درست پیش از آغاز فصل اوج فعالیت طوفان‌ها.

جیمز فرانکلین، رئیس سابق واحد متخصصان طوفان در مرکز ملی طوفان (NHC)، در این باره می‌گوید: «این منبع داده، یکی از مهم‌ترین منابع اطلاعاتی ما است، زیرا مجموعه‌ای منحصر به فرد از داده‌ها را ارائه می‌دهد. این تنها راه واقعی برای دیدن از میان ابرها و درک ساختار سازمان‌یافته هسته یک سیکلون در حال شکل‌گیری است.» دسترسی به این اطلاعات، متخصصان هواشناسی را قادر می‌سازد تا ساعات قبل از اینکه تغییرات اساسی در سایر داده‌ها مشهود شوند، از تشدید سریع طوفان یا دیگر تغییرات مهم آگاه شوند و زمان حیاتی برای هشدار به افرادی که در معرض خطر هستند، فراهم کنند.

این دیدگاه از ساختار درونی طوفان، از طریق حسگرهای نصب شده بر روی ماهواره‌های برنامه ماهواره‌ای هواشناسی دفاعی (DMSP) به دست می‌آید. اطلاعات به دست آمده از این حسگرها، دیگر برای مرکز ملی طوفان یا سایر کاربران غیر وابسته به وزارت دفاع، جمع‌آوری، پردازش و ارسال نخواهد شد. دلایل دقیق این توقف مشخص نیست، اما ظاهراً با مسائل امنیتی مرتبط است.

کیم وود، دانشمند علوم جوی در دانشگاه آریزونا، معتقد است که این اتفاق، همراه با سایر محدودیت‌های اخیر برای سازمان ملی اقیانوسی و جوی (NOAA)، در بدترین زمان ممکن از نظر فصل طوفان رخ می‌دهد.

داده‌های مایکروویو چه اطلاعاتی درباره طوفان‌ها به ما می‌دهند؟

ماهواره‌هایی که به دور زمین می‌چرخند، داده‌ها را در طول موج‌های مختلف نور از جمله مرئی، فروسرخ و مایکروویو جمع‌آوری می‌کنند. هر کدام از این طول موج‌ها، اطلاعات متفاوتی را ارائه می‌دهند. بیشتر افراد، تصاویر طوفان‌ها را در طیف مرئی الکترومغناطیسی می‌بینند، اما طوفان‌ها امواج مایکروویو نیز ساطع می‌کنند. به گفته وود، «هر چیزی امواج مایکروویو ساطع می‌کند. ما هم اکنون که اینجا نشسته‌ایم، امواج مایکروویو ساطع می‌کنیم و این به دلیل دمای بالاتر از صفر مطلق ما است.»

وود می‌گوید که امواج مایکروویو برای نظارت بر طوفان‌ها بسیار مفید هستند، «زیرا طول موج آن‌ها به اندازه‌ای بلند است که می‌توانند از بالای ابرها عبور کنند.» این ویژگی، به متخصصان هواشناسی اجازه می‌دهد تا عملکرد داخلی طوفان، به ویژه تغییرات در چشم و دیواره چشم (حلقه ابرهایی که چشم طوفان را احاطه کرده و قوی‌ترین بخش آن را تشکیل می‌دهند) را مشاهده کنند. این تغییرات می‌توانند نشان دهند که آیا یک طوفان در حال تقویت یا تضعیف است.

تصاویر مایکروویو، به ویژه برای نظارت بر طوفان‌ها در شب که تصاویر ماهواره‌ای مرئی در دسترس نیست، کاربردی هستند. اگرچه داده‌های فروسرخ در شب وجود دارند، اما وضوح داده‌های مایکروویو ۱۶ برابر بیشتر است. توانایی نظارت بر طوفان در طول شب، می‌تواند از چیزی که فرانکلین آن را “غافلگیری طلوع خورشید” می‌نامد، جلوگیری کند. “غافلگیری طلوع خورشید” زمانی رخ می‌دهد که متخصصان هواشناسی اولین تصاویر مرئی را در سپیده دم دریافت می‌کنند و متوجه می‌شوند که طوفان بسیار قوی‌تر یا سازمان‌یافته‌تر از حد انتظار شده است.

تصاویر مایکروویو به ویژه برای تشخیص تشدید سریع (زمانی که سرعت باد یک طوفان در عرض ۲۴ ساعت حداقل ۵۶ کیلومتر در ساعت افزایش می‌یابد) مفید هستند. هواشناسان با استفاده از داده‌های مایکروویو می‌توانند این فرآیند را تشخیص داده و سریع‌تر به مردم هشدار دهند. این موضوع در مورد طوفان اوتیس در سال ۲۰۲۳ نیز صادق بود. طوفان اوتیس، اولین طوفان رده ۵ در اقیانوس آرام بود که تا به حال به خشکی رسید و خسارات قابل توجهی به بار آورد. وود می‌گوید که “تصاویر ماهواره‌ای مایکروویو، پتانسیل این سیستم برای بسیار قوی شدن را به ما نشان داد.”

داده‌های مایکروویو همچنین در تعیین مرکز طوفان‌های ضعیف‌تر بسیار مفید هستند. این طوفان‌ها معمولاً فاقد چشم و دیواره چشمی مرکزی هستند و ابرهای بالاتر در جو می‌توانند محل گردش ابرهای پایین‌تر را در تصاویر مرئی پنهان کنند. دانستن محل مرکز طوفان، اطلاعات مهمی برای تغذیه مدل‌های پیش‌بینی طوفان است که مسیر حرکت طوفان را پیش‌بینی می‌کنند. به گفته فرانکلین، تغذیه داده‌های مایکروویو به مدل‌ها، می‌تواند دقت تعیین موقعیت مرکز طوفان را حدود ۹۶ کیلومتر بهبود بخشد. او خاطرنشان می‌کند که یک موقعیت نادرست “به پیش‌بینی مسیر شما نفوذ می‌کند.” این بدان معناست که هواشناسانی که به تصاویر مایکروویو دسترسی ندارند، ممکن است نتوانند محل فرود طوفان را به اندازه کسانی که به آن دسترسی دارند، با دقت پیش‌بینی کنند.

داده‌های مایکروویو از کجا می‌آیند و چرا قطع شدند؟

به گفته وود، از آنجایی که امواج مایکروویو ساطع شده از سطح و جو زمین بسیار ضعیف هستند، تنها توسط ماهواره‌هایی در مدار بسیار پایین زمین قابل تشخیص هستند. (ماهواره‌های ثابت نسبت به زمین که تصاویر مرئی را ارائه می‌دهند، در فاصله دورتری قرار دارند. وود می‌گوید برای داشتن حسگری به اندازه کافی بزرگ برای تشخیص امواج مایکروویو از موقعیت آن‌ها، باید به اندازه ستاره مرگ باشند.) اما از آنجایی که آن ماهواره‌های تشخیص‌دهنده مایکروویو، خیلی نزدیک به زمین می‌چرخند، در هر زمان معین، سطح کمتری از آن را می‌بینند. بنابراین برای نظارت کافی بر سیاره، به تعداد بیشتری از آن‌ها نیاز است و فاصله زمانی بین “بازدید مجدد” یک ماهواره تشخیص‌دهنده مایکروویو از یک نقطه ثابت، بیشتر است.

این بدان معناست که داده‌های مایکروویو از قبل محدود هستند. در حال حاضر شش ماهواره این اطلاعات را برای اهداف پیش‌بینی آب و هوا در ایالات متحده ارائه می‌دهند و تنها در صورتی برای طوفان‌ها مفید هستند که به طور اتفاقی در زمان مناسب از بالای سر آن‌ها عبور کنند. اما اکنون سه عدد از آن‌ها قرار است خاموش شوند. به گفته فرانکلین، “این یک کاهش بزرگ در دسترس بودن این ابزار است.”

داده‌هایی که قرار است از دست بروند، از حسگرهای تصویرگر-ترازیاب مایکروویو ویژه (SSMIS) نصب شده بر روی سه ماهواره DMSP به دست می‌آیند. دلیل دقیق این خاموشی مشخص نیست، اگرچه برخی گزارش‌ها به نگرانی‌های امنیتی اشاره کرده‌اند. به نظر نمی‌رسد که این نگرانی‌ها مربوط به اشتراک‌گذاری خود داده‌ها یا تأمین مالی جمع‌آوری و انتشار این اطلاعات باشد.

سخنگوی نیروی فضایی ایالات متحده در ایمیلی به نشریه Scientific American نوشت که “ماهواره‌ها و ابزارهای DMSP هنوز کاربردی هستند” و کاربران وزارت دفاع همچنان این داده‌ها را دریافت خواهند کرد. آن‌ها سوالات بیشتر در مورد این تصمیم را به نیروی دریایی ایالات متحده ارجاع دادند، که تا زمان انتشار این خبر به درخواست‌ها برای اظهار نظر پاسخ نداده بود.

ماریا تورس، سخنگوی NHC، در ایمیلی به نشریه Scientific American نوشت که “DMSP یک مجموعه داده واحد در میان مجموعه‌ای قوی از ابزارهای مدل‌سازی و پیش‌بینی طوفان در سبد NWS است.” او به ماهواره‌های دیگر، شناورهای اقیانوسی و پروازهای Hurricane Hunter در میان سایر ابزارها اشاره کرد. تورس نوشت: «منابع داده NOAA کاملاً قادر به ارائه مجموعه‌ای کامل از داده‌ها و مدل‌های پیشرفته هستند که پیش‌بینی‌های هواشناسی استاندارد طلایی را که مردم آمریکا شایسته آن هستند، تضمین می‌کنند.»

وود می‌گوید که ماهواره‌های دیگری نیز وجود دارند که از نظر تئوری می‌توانند داده‌های مایکروویو ارائه دهند، از جمله یک ماهواره DOD که اخیراً پرتاب شده است، اما هیچ بحثی در مورد دسترسی گسترده به این داده‌ها صورت نگرفته است. و از آنجایی که مدل‌های پیش‌بینی و سایر سیستم‌ها به سمت داده‌های موجود گرایش دارند، استفاده از یک منبع داده جدید به عنوان جایگزین، کار ساده‌ای نیست. وود می‌گوید: «اینکه یک ماهواره وجود داشته باشد، یک چیز است. اینکه ما بتوانیم به آن دسترسی پیدا کنیم، چیز دیگری است.»

چه انتظاری می‌توانیم از فصل طوفان امسال داشته باشیم؟

از دست دادن این داده‌ها، بیشتر در مورد طوفان‌هایی نگران‌کننده است که نسبتاً دور از ساحل قرار دارند (خارج از محدوده هواپیماهای Hurricane Hunter) و همچنین طوفان‌ها در اقیانوس آرام، جایی که پروازهای شناسایی کمتری انجام می‌شود. معمولاً پروازهای نظارتی بیشتری برای طوفان‌هایی انجام می‌شود که ایالات متحده را تهدید می‌کنند، به ویژه زمانی که به خشکی نزدیک می‌شوند. با این حال، به گفته فرانکلین، دو سوم از تمام هشدارهای طوفان، صرفاً بر اساس داده‌های ماهواره‌ای صادر می‌شوند.

به گفته وود، از دست دادن این داده‌ها به تنهایی، برای دقت پیش‌بینی در فصل طوفان امسال بسیار نگران‌کننده خواهد بود، اما این اتفاق، علاوه بر کاهش‌های گسترده‌تری است که قبلاً در سازمان هواشناسی ملی و NOAA انجام شده است. برای مثال، ممکن است پرتاب‌های کمتری از بالون‌های هواشناسی انجام شود که به روشن شدن چگونگی هدایت طوفان توسط محیط جوی بزرگ‌تر کمک می‌کنند. همچنین مشخص نیست که آیا پروازهای Hurricane Hunter تحت تأثیر قرار خواهند گرفت یا خیر. وود می‌گوید: «از دست دادن این داده‌ها، بدتر از آن چیزی است که ممکن بود یک سال پیش باشد.»

به گفته فرانکلین: «تقریباً تضمین شده است که امسال پیش‌بینی‌هایی وجود خواهد داشت که در آن تشدید قابل توجه، به احتمال زیاد تبدیل یک طوفان گرمسیری [به یک طوفان دریایی]، به دلیل در دسترس نبودن این داده‌ها، ۶ تا ۱۲ ساعت از دست می‌رود.» اگر این یک طوفان در سواحل اقیانوس آرام باشد، می‌تواند برای جوامع در مسیر آن ویرانگر باشد. و حتی اگر در دریا باشد، نگرانی بزرگی برای دریانوردان است. فرانکلین می‌گوید: «کشتی‌ها در طوفان‌ها غرق می‌شوند.»

به طور کلی، به گفته وی: «خیلی چیزها وجود دارند که امسال علیه پیش‌بینی‌ها کار می‌کنند.»

منبع