یکشنبه, 22 شهریور 1405
مقاله | محمدرضا نجفی، استاد دانشگاه و پژوهشگر آب، اقلیم و مخاطرات حدی دانشگاه وسترن
به گزارش شبکه خبری آب ایران، دکتر محمدرضا نجفی، استادتمام برجسته ایرانی دانشگاه وسترن کانادا، در مقالهای تحلیلی با زبانی ساده و علمی، مبانی فیزیکی شکلگیری پدیده النینو، پیوندهای دوردست جوی و تأثیرات محتمل آن بر بارشهای ایران را تبیین کرد. وی با تأکید بر ماهیت غیرخطی و احتمالاتی این کلانپدیده اقیانوسی-جوی، به تصمیمگیران حوزه آب کشور هشدار داد که به جای اتکا به پیشبینیهای فصلی، «مدیریت تطبیقی» و سناریومحور را برای کنترل توأمان ریسک سیلاب و خشکسالیهای ساختاری در پیش بگیرند.
این مقاله را در ادامه بخوانید:
النینو فقط یک لکه آب گرم نیست، ماشینی پنهان که گرما را ذخیره میکند، منتظر محرک میماند و الگوی آبوهوای جهان را جابهجا میکند، و اثرش شاید تا ایران هم برسد.
در سال ۱۹۸۲، یکی از قویترین النینوهای قرن بیستم در اقیانوس آرام استوایی در حال شکلگیری بود، و دانشمندان تقریباً آن را ندیدند. آن زمان شبکهی اندازهگیری در سراسر اقیانوس آرام بسیار محدود بود، و بعضی دادهها آبهایی بهشدت گرم را نشان میدادند که آنقدر غیرعادی بودند که ابتدا حتی در درستیشان تردید شد. آن غافلگیری بعدها به توسعهی شبکهای از شناورهای اقیانوسی در امتداد استوا کمک کرد؛ شبکهای که امروز اجازه میدهد تغییرات اقیانوس آرام را نه فقط روی سطح، بلکه در عمق آن هم دنبال کنیم. چهارده سال بعد، وقتی النینوی عظیم سالهای ۱۹۹۷ تا ۱۹۹۸ شکل گرفت، اینبار دانشمندان میتوانستند آن را تقریباً مرحله به مرحله تماشا کنند.
درس اصلی این داستان ساده است: النینو فقط گرمشدن آب نیست. اقیانوس ابتدا انرژی را ذخیره میکند، مدتی در یک حالت آماده باقی میماند، یک محرک از راه میرسد، و سپس اقیانوس و جو شروع میکنند به تقویت متقابل یکدیگر. این یک سامانهی جفتشده از اقیانوس و جو است؛ سامانهای با حافظه، انرژی ذخیرهشده، محرک، بازخورد و آستانه. در سال ۲۰۲۶، دوباره داریم این ماشین را در حال کار میبینیم. مرکز پیشبینی اقلیمی آمریکا در اوت اعلام کرد النینو در حال تقویت است و احتمال یک رخداد بسیار قوی در پاییز و زمستان سالهای ۲۰۲۶ تا ۲۰۲۷ بالاست. این بهمعنی وقوع پیامدهای شدید در همهجا نیست، اما این دوره را به فرصتی کمنظیر برای دیدن عملکرد واقعی این سامانه تبدیل میکند.
اقیانوس آرام استوایی را مثل یک وان بسیار بزرگ در نظر بگیرید. حالا پنکهای غولآسا بالای آن بگذارید که دائماً نقش بادهای تجاری را دارد. بادها آب گرم سطحی را از آمریکای جنوبی به سمت اندونزی میوزد. این پنکه تقریباً آب گرم را به سمت غرب میرانند. در نتیجه، آب گرم در غرب اقیانوس آرام، نزدیک اندونزی، انباشته میشود؛ درحالیکه نزدیک آمریکای جنوبی، آب سردتر از لایههای زیرین راحتتر به سطح میآید. یعنی اقیانوس در زیر سطح، کاملاً «تراز» نیست. بخشی از آب گرم عملاً در غرب پسانداز شده است. اینجاست که یکی از تصورهای رایج دربارهی النینو اشتباه از آب درمیآید.
وقتی النینو شکل میگیرد، اقیانوس ناگهان حجم عظیمی گرما تولید نمیکند؛ بخش زیادی از آن گرما از قبل در سامانه وجود داشته است، فقط جای آن عوض میشود. پس بهجای اینکه النینو را مثل «گرمکردن یک وان» تصور کنیم، بهتر است به جابهجایی آب گرم از یک سوی وان به سوی دیگر فکر کنیم. اما حتی این تصویر هم هنوز همهی داستان را نمیگوید: اقیانوس میتواند ماهها پیش از آنکه گرمایش شدید روی سطح دیده شود، در حال آمادهشدن باشد.
نوار گرم استوایی در اقیانوس آرام؛ رنگهای قرمز، بلندی غیرعادی سطح آب را نشان میدهند که نشانهی ذخیرهی گرماست. منبع: ناسا
اقیانوسی که مثل باتری شارژ میشود
یکی از بهترین چارچوبها برای فهم انسو، مفهوم شارژ و تخلیه است. در بخشهایی از چرخهی انسو، بهویژه در دورههای خنثی یا لانینیا، آب گرم در زیر و اطراف استوا انباشته میشود؛ مثل شارژ شدن یک باتری. ممکن است روی سطح اتفاق بسیار چشمگیری دیده نشود، اما در زیر سطح، انرژی ذخیره میشود.
شاید این تشبیه به زبان آب حتی روشنتر باشد: نگاهکردن به دمای سطح اقیانوس، شبیه نگاهکردن به سطح آب پاییندست یک سد است، بدون اینکه بدانیم چه مقدار آب پشت سد ذخیره شده است. گاهی ذخیرهی پنهان برای فهم اینکه سامانه در آینده چه تواناییای دارد، مهمتر از چیزی است که در همان لحظه روی سطح میبینیم. در دههی ۱۹۹۰، فیفی جین این چارچوب شارژ و تخلیه را بهصورت علمی صورتبندی کرد. بازخورد مثبت بیورکنس توضیح میدهد النینو چگونه رشد میکند؛ تغییرات ذخیرهی گرمای استوایی کمک میکند بفهمیم چرا این رخدادها در نهایت ضعیف میشوند و چرخه ادامه پیدا میکند. اما یک باتری شارژشده بهتنهایی تخلیه نمیشود؛ چیزی باید مدار را ببندد.
مخزنی پُر، و دریچهای که در زمان مناسب باز میشود
بهطور معمول، بادهای استوایی اقیانوس آرام به سمت غرب میوزند. اما گاهی برای چند روز یا چند هفته، جهت باد در بخشهایی از اقیانوس تغییر میکند. این وزشهای ناگهانی باد غربی میتوانند آب گرم را به سمت شرق هل دهند و موجهای بزرگ اقیانوسی، معروف به موج کلوین، ایجاد کنند. تصور کنید یک طرف تشک آبی را فشار میدهید و برآمدگی پهنی به سمت دیگر حرکت میکند. این موج وقتی به سمت شرق حرکت میکند، مرز میان آب گرم سطحی و آب سردتر زیرین، یعنی ترموکلاین، را عمیقتر میکند. نزدیک آمریکای جنوبی این تغییر بسیار مهم است. در شرایط عادی، آب سرد از عمق بالا میآید و سطح اقیانوس را خنک نگه میدارد. اما اگر لایهی سردتر عمیقتر شود، آبی که بالا میآید دیگر آنقدر سرد نیست؛ مثل این است که منبع آب سرد را آنقدر پایین ببریم که لولهی مکش دیگر به آن نرسد. دمای سطح شروع به افزایش میکند. و حالا جو هم وارد بازی میشود.
میکروفونی کنار بلندگو
اینجا همان بازخورد معروف بیورکنس وارد عمل میشود. سادهترین تشبیه، میکروفونی است که کنار بلندگو قرار گرفته است. صدایی کوچک وارد میکروفون میشود؛ تقویتکننده آن را بلندتر میکند؛ صدای بلندتر دوباره وارد میکروفون میشود؛ و دوباره تقویت میشود. در اقیانوس آرام هم روندی شبیه همین رخ میدهد: آب گرمتر در شرق و مرکز اقیانوس آرام همرفت حارهای را تغییر میدهد؛ این باعث ضعیفترشدن بادهای تجاری میشود؛ که خود حرکت بیشتر آب گرم به سمت شرق و کاهش بالاآمدن آب سرد را در پی دارد؛ که به گرمشدن بیشتر سطح میانجامد؛ و آن هم بادها را باز هم ضعیفتر میکند. یعنی اقیانوس و جو شروع میکنند به تقویت یکدیگر؛ همین است که انسو را یک پدیدهی واقعاً «جفتشده» میکند. آب گرم بهتنهایی کافی نیست؛ جو هم باید پاسخ بدهد.
زنجیرهی سادهشدهی مکانیسم: از ذخیرهی گرما تا شکلگیری النینو
چرا یک ابرالنینو بیشتر شبیه بهمن است
وسوسهانگیز است که شدت النینو را روی یک خط ساده تصور کنیم: کوچک، متوسط، بزرگ، خیلی بزرگ. اما سامانه احتمالاً غیرخطیتر از این است. بهمن تشبیه بهتری است. ممکن است روزها برف روی یک شیب جمع شود و هیچ اتفاقی نیفتد؛ برف بیشتری میآید، باز هم هیچ اتفاقی نمیافتد. بعد یک اختلال نسبتاً کوچک، در زمان و مکان مناسب، کل سامانه را از حالت قبلی خارج میکند. آن اختلال آخر انرژی بهمن را تولید نکرده است؛ انرژی از قبل در سامانه ذخیره شده بود؛ اختلال فقط آن را آزاد کرد. برای یک النینوی بسیار قوی هم چند چیز باید با هم جور شوند: ذخیرهی گرمای کافی، ساختار مناسب ترموکلاین، وزشهای غربی با زمانبندی مناسب، تقویت بازخورد اقیانوس و جو، و نبود میرایی زودهنگام. به همین دلیل، معمولاً پیشبینی اینکه «النینو شکل میگیرد یا نه» آسانتر از این است که ماهها قبل بگوییم دقیقاً چهقدر قوی خواهد شد.
در آوریل ۲۰۲۶ این موضوع بسیار روشن بود: مدلهای فصلی عمدتاً بر شکلگیری النینو توافق داشتند، اما دربارهی شدت نهایی آن اختلاف زیادی وجود داشت. اقیانوس ممکن است شارژ باشد؛ اما مدل نمیتواند ماهها زودتر همهی هُلهای جوی بعدی را دقیق بداند.
تاسهای بارگذاریشده: چگونه اقیانوس آرام به ایران وصل میشود
اما چطور اتفاقی نزدیک خط استوا میتواند بر کالیفرنیا، کانادا یا حتی ایران اثر بگذارد؟ نه به این دلیل که آب گرم مستقیماً به این مناطق میرسد. النینو محل شکلگیری همرفت و توفانهای بزرگ حارهای را تغییر میدهد. این توفانها حجم عظیمی از گرمای نهان را وارد جو میکنند. جو را مثل یک طبل تصور کنید: اگر روی یک نقطهی آن ضربه بزنید، موج فقط همانجا نمیماند، روی کل پوسته حرکت میکند.
گرمایش حارهای همان ضربه است؛ جو همان طبل. تغییر در همرفت استوایی، موجهای سیارهای بزرگی را در جو ایجاد یا بازآرایی میکند؛ این موجها میتوانند سامانههای فشار، جریانهای جت و مسیر حرکت توفانها را هزاران کیلومتر دورتر تغییر دهند. جریان جت را هم میتوان مثل بزرگراه توفانها تصور کرد؛ النینو بخشی از مسیر این بزرگراه را جابهجا میکند. توفانها هنوز رخدادهای مستقل هواشناسیاند؛ النینو تکتک آنها را تعیین نمیکند، اما بعضی مسیرها را محتملتر و بعضی مسیرها را کماحتمالتر میکند.
النینو تاس را میاندازد، اما وزن تاس را هم تغییر میدهد
آبوهوای یک زمستان معمولی را مثل انداختن یک تاس تصور کنید. النینو وزنهای داخل این تاس را تغییر میدهد؛ بعضی نتیجهها محتملتر میشوند، بعضی دیگر کممحتملتر. اما تاس هنوز باید انداخته شود. النینو آینده را تعیین نمیکند؛ احتمال بعضی آیندهها را بیشتر میکند. برای همین جملهای مثل «النینو یعنی امسال کالیفرنیا سیل میآید» از نظر علمی درست نیست. بیان دقیقتر این است: النینو توزیع احتمال رخدادهای زمستان را تغییر میدهد. این تفاوت برای تصمیمگیری بسیار مهم است. پیشبینی فصلی «وعده» نیست؛ اطلاعاتی دربارهی تغییر احتمالهاست.
ایران: اینجا کدام تاسها سنگینتر میشوند؟
رابطهی ایران با انسو نه آنقدر ساده است که بگوییم «النینو یعنی زمستان پرباران»، و نه آنقدر ضعیف که بتوان آن را نادیده گرفت. ایران هزاران کیلومتر از اقیانوس آرام استوایی فاصله دارد، اما جو این مناطق را از طریق گردشهای بزرگمقیاس به هم متصل میکند. مطالعات اقلیمی بارها نشانههایی از اثر انسو بر بارش ایران پیدا کردهاند، اما این اثر نه در همهی نقاط کشور یکسان است و نه در همهی فصلها. در برخی پژوهشها، سیگنال النینو بیشتر در پاییز و در بخشهایی از شمال، شمالغرب، شرق و جنوبشرق ایران دیده شده است؛ درحالیکه برای بخش بزرگی از جنوب و مرکز کشور، این رابطه ضعیفتر یا نامعنا بوده است. پس اگر النینوی امسال اثری قابلتشخیص بر بارش ایران داشته باشد، نباید انتظار داشته باشیم همهی کشور یک پاسخ یکسان نشان دهد. این شاید مهمترین نکته برای ایران باشد: بهجای پرسیدن «آیا النینو ایران را پرباران میکند؟» باید بپرسیم «کدام مسیرهای جوی در این رخداد خاص تقویت میشوند، رطوبت از کجا میآید، و کدام بخشهای ایران در مسیر آن قرار میگیرند؟»
پایان خشکسالی لزوماً پایان خطر نیست
خشکسالی و سیل همیشه دو سر کاملاً مخالف یک طیف نیستند؛ گاهی یکی میتواند شرایط را برای دیگری آماده کند. کشوری که چند سال خشکسالی را پشت سر گذاشته ممکن است با پوشش گیاهی ضعیف، خاکهای ترکخورده یا آبگریز و بسترهای خشک رودخانه روبهرو باشد. در چنین شرایطی، یک بارش ناگهانی شدید لزوماً فقط «خبر خوب برای پایان خشکسالی» نیست؛ ممکن است خیلی سریع به رواناب و سیلاب شدید ناگهانی تبدیل شود. مسئله فقط مقدار کل بارش یک فصل نیست؛ توالی رخدادها مهم است: چند ساعت بارندگی شدید روی زمینی که برای جذب آرام آب آماده نیست، میتواند اثری کاملاً متفاوت از همان مقدار بارش در چند هفته داشته باشد.
سیلهای مارس ۲۰۲۶ در عمان، شرق امارات و جنوب ایران نمونهای از شدت همین کریدور رطوبتی خلیجفارس و دریای عمان بود. آن رخداد به النینوی فعلی مربوط نبود؛ انسو در آن زمان در حال گذار از یک لانینیای ضعیف به شرایط خنثی بود. اما همان رخداد یک پیام مهم داشت: این مسیر رطوبتی حتی بدون النینو هم توان تولید رخدادهای بسیار شدید را دارد. پرسش جذاب برای ماههای آینده این است که ترکیب شرایط اقیانوسی و جوی سال ۲۰۲۶ چه تغییری در این مسیرها ایجاد خواهد کرد.
اگر مسئول مدیریت آب یا بحران هستید، این چهار نکته را دنبال کنید:
1-پیشبینی فصلی را سناریو ببینید، نه وعده. النینو احتمالها را تغییر میدهد؛ پربارشی ایران را تضمین نمیکند.
2-فقط میانگین بارش فصل را نگاه نکنید. توزیع زمانی بارش، دورههای چندروزه و رخدادهای شدید میتوانند از میانگین فصلی مهمتر باشند.
3-وضعیت اولیهی حوضه را جدی بگیرید. رطوبت خاک، پوشش گیاهی، آتشسوزیهای اخیر، برف و ذخیرهی مخازن میتوانند پاسخ یک حوضه به یک بارش مشابه را کاملاً تغییر دهند.
4-النینو راهحل بحران ساختاری آب ایران نیست. حتی یک فصل بسیار مرطوب هم جایگزین مدیریت بلندمدت منابع آب نمیشود.
پرسشی که باقی میماند، اقیانوس آرام برای زمستان پیش رو تاسها را بهشدت بارگذاری کرده است. اما تاسها هنوز باید انداخته شوند. نه فقط روی اقیانوس آرام؛ روی زاگرس، روی البرز، روی دشت کویر، و روی حوضههایی که هر کدام شرایط اولیهی متفاوتی دارند.
پرسش فقط این نیست که آیا اقیانوس شارژ شده است. پرسش مهمتر این است: آیا ما دروازههای درستی را زیر نظر داریم که تعیین میکنند این سیگنال، کجا و چگونه به ایران میرسد؟
منابع
ادامه