تشكل تيارات التمزق خطرًا على السباحين ولكنها أيضًا مهمة من الناحية البيئية – إليك كيفية عمل العلماء لفهم “أنهار البحر” هذه

إذا كنت قد خوضت يومًا ما في المحيط للسباحة وأدركت فجأة أن الشاطئ يبتعد أكثر ، وليس أقرب ، فربما تكون قد واجهت تيارًا شقيًا. تنتشر هذه التيارات القوية على الشواطئ في جميع أنحاء العالم ، وتتدفق من الشاطئ باتجاه البحر بسرعة تصل إلى عدة أقدام في الثانية.

من المهم معرفة تيارات التمزق وكيفية البحث عنها ، لأنها سبب رئيسي للغرق في منطقة الأمواج بالقرب من الشاطئ. وفقًا لأحد التقديرات الحديثة ، فقد تسببت التيارات المتساقطة في حدوث 435 حالة غرق في الولايات المتحدة منذ عام 2017.

تصدر مكاتب خدمة الطقس الوطنية التي تخدم المجتمعات الساحلية تنبؤات تتنبأ أين ومتى من المحتمل حدوث تيارات التمزق. تعتمد هذه التوقعات على عقود من البحث في فيزياء التيارات المتساقطة. يجد العديد من العلماء ، بما في ذلك مجموعتنا البحثية ، طرقًا مبتكرة لاكتشاف المزيد حول التيارات المزعجة – بما في ذلك أدوارها المهمة في النظم الإيكولوجية البحرية الساحلية.

ليست كل تيارات التمزق هي نفسها

جميع تيارات التمزق لها تأثيرات متشابهة ، لكنها يمكن أن تتشكل بعدة طرق.

يتشكل نوع واحد من التمزق ، المعروف باسم قياس الأعماق أو تيار تمزق القناة ، عندما تكون هناك فجوات بين الأمواج المتكسرة. عندما تتكسر الأمواج ، تدفع المياه نحو الشاطئ وترفع مستوى الماء قليلاً.

إذا انكسرت الأمواج على شريط رملي ، ولكن ليس في قناة أعمق تخترق الشريط الرملي ، فإن المياه الإضافية التي دفعتها الأمواج نحو الشاطئ تتسرب عائدة إلى المحيط عبر القناة. يعمل تدفق المياه المتسربة مثل الحزام الناقل ، وتحريك المياه ، والسباحين المطمئنين والكائنات البحرية الصغيرة في الخارج.

يتشكل نوع آخر ، يُعرف باسم تيار التمزق العابر أو الفلاش ، عندما تكون الأمواج متقطعة. تدفع حواف الأمواج المتكسرة الماء وتجعله يدور ، مثل متزلج على الجليد سريع يصطدم بشخص ما.

هذا يخلق دوامات تعرف باسم الدوامات ، والتي يمكن أن تتحد لتشكل دوامات أكبر ، مع التيارات التي تعمل مثل أحزمة النقل المؤقتة. تعد تيارات التمزق السريع مجالًا نشطًا للبحث.

اسبح ، اطفو ، اطلب المساعدة

يعد اختيار الشواطئ مع رجال الإنقاذ والاهتمام بتحذيرات علم الشاطئ أفضل الطرق لتجنب تيارات التمزق. ومع ذلك ، إذا وقعت في أحدها ، فإليك بعض الأساليب للعودة بأمان إلى الشاطئ.

فكر في تيار التمزق كنهر سريع يقطع الأمواج بعيدًا عن الشاطئ. السباحة عكس التيار سوف تتعبك وتعرضك لخطر الغرق. بدلاً من ذلك ، اسبح موازيًا للشاطئ – فكر في التوجه إلى “ضفاف النهر” – حتى تخرج من شد التيار. بمجرد أن تتوقف عن القتال ، يمكنك السباحة مرة أخرى إلى الشاطئ.

هناك إستراتيجية أخرى وهي أن تطفو حتى ينقلك تيار التمزق بعيدًا عن الشاطئ وراء الأمواج المتكسرة. تتباطأ تيارات التمزق هنا ، لذا يمكنك السباحة بعيدًا عن تيار التمزق والعودة إلى الشاطئ.

إذا كنت تعتقد أنك في خطر ، فحاول أن تظل هادئًا. لوح ذراعيك واطلب المساعدة. إذا رأيت شخصًا عالقًا في تيار تمزق ، فقم بإلقائه بجهاز تعويم وقم بتنبيه حارس الإنقاذ.

التنبؤ بتيارات التمزق

يوفر نموذج مخاطر التمزق الحالي للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي تنبؤات مسبقة باحتمالية مواجهة تيارات التمزق الخطرة نظرًا لظروف الأمواج في شواطئ معينة. تعمل NOAA باستمرار لجعل تنبؤات المخاطر هذه أكثر دقة ، بما في ذلك من خلال شراكة مستمرة مع جمعية إنقاذ الأرواح الأمريكية. تعمل هذه الشراكة على مقارنة التنبؤات المنمذجة بتقارير رجال الإنقاذ عن مخاطر التمزق الحالية وإعادة معايرة النموذج لمناطق وموجات مختلفة.

في جامعة واشنطن ، نقوم بتقييم تنبؤات المخاطر NOAA مقابل أحدث العلوم التمزق الحالية. يساعدنا هذا في تقييم التنبؤات لأنواع مختلفة من التيارات التمزق ، مثل تمزق الوميض غير المتوقع.

لقياس تيارات التمزق ، نرتدي أحيانًا معدات الغوص ونكافح الأمواج لتركيب أدوات في الأمواج. لكن هذا العمل قد يكون مكلفًا ، ويعتمد على معرفة مكان حدوث التشققات مسبقًا. هذا غير ممكن لمقاطع الفلاش ، لذلك نحن بحاجة إلى طرق مختلفة لتحليلها.

نحن نستخدم أجهزة كمبيوتر عملاقة وخزانات موجات ضخمة بحجم حوض السباحة الأولمبي ، مع مجاذيف في أحد طرفيها تنتج موجات ، لمحاكاة تمزق الفلاش. تسمح لنا التجارب المعملية لخزان الموجة والمحاكاة الحاسوبية بالتحكم في أنواع الموجات التي ننتجها وتسهيل جمع الكثير من البيانات. يعمل هذا العمل على تحسين فهمنا للعلاقة بين ظروف الموجة ومقاطع الوميض ، والتي يمكن أن تساعد في تحسين تنبؤات المخاطر.

الطرق السريعة للحياة البحرية

تيارات التمزق ليست مجرد مشكلة تتعلق بالسلامة. بدأ العلماء في فهم الدور البيئي الحاسم الذي يلعبونه في إعادة توزيع الكائنات البحرية الصغيرة ، وكذلك البلاستيك والملوثات والرواسب والحطام في المياه الساحلية بشكل أفضل.

تعتمد العديد من الكائنات البحرية ، بما في ذلك المحار والبرنقيل والأسماك والشعاب المرجانية ، على التيارات المحيطية خلال مرحلة اليرقات للعثور على موائل مناسبة. تسبح هذه الكائنات لأعلى أو لأسفل أو تلتصق بمواد عائمة أو غارقة ويتم نقلها بواسطة عمليات المحيط المتعددة.

تيارات التمزق هي آلية رئيسية لتفريق اليرقات إلى المياه العميقة أو إعادة تدويرها في المياه الضحلة. قد يؤثر نوع وسلوك التمزق الحالي على حركة الكائنات البحرية.

يمكن أن تغير درجة حرارة الماء وملوحته سلوك تيارات التمزق – وإرسال الكائنات الحية على طرق بديلة – عن طريق تعديل كثافة الماء. قامت مجموعتنا بتحليل الصور المأخوذة من طائرات تحلق على ارتفاع منخفض ووجدت أن تيارات التمزق الأكثر دفئًا تحمل الماء بعيدًا عن الشاطئ عند السطح ، بينما تنتشر تيارات التمزق الأكثر برودة تحت السطح بأنماط مختلفة.

تستخدم مجموعتنا البحثية وعلماء آخرون المحاكاة الحاسوبية و “اليرقات” العددية للتحقيق في كيفية تأثير درجة الحرارة والملوحة وعوامل أخرى على نقل الكائنات البحرية. من خلال الفهم الأفضل لهذه الأحزمة الناقلة لمنطقة الأمواج ، نهدف إلى المساعدة في الحفاظ على سلامة السباحين وتقييم كيفية تأثير تيارات التمزق على النظم البيئية المائية بالقرب من الشاطئ.