مناخ هاواي

تُعدّ ولاية هاواي الأمريكية ، التي تضم جزر هاواي ، منطقة استوائية ، إلا أنها تشهد تنوعًا مناخيًا كبيرًا تبعًا للارتفاع والمناطق المحيطة. فعلى سبيل المثال ، تضم جزيرة هاواي أربع مجموعات مناخية (من أصل خمس مجموعات مناخية) على مساحة صغيرة تبلغ 4028 ميلًا مربعًا (10430 كيلومترًا ^مربعًا ) وفقًا لتصنيف كوبن للمناخ : الاستوائي، والجاف، والمعتدل، والقطبي. وبإضافة التصنيفات الفرعية لكوبن - ولا سيما مناخ البحر الأبيض المتوسط ​​النادر ذي الصيف البارد - تصبح جزيرة هاواي موطنًا لعشر مناطق مناخية (من أصل أربع عشرة منطقة مناخية). ^{[ 1 ]} وتتلقى الجزر معظم الأمطار من الرياح التجارية على جانبيها الشمالي والشرقي (الجانب المواجه للرياح) نتيجةً للتساقط التضاريسي . أما المناطق الساحلية فهي أكثر جفافًا، وخاصةً الجانبين الجنوبي والغربي ( الجانب المواجه للرياح ). ^{[ 2 ]} 

بشكل عام، ومع تغير المناخ ، تشهد هاواي جفافاً وارتفاعاً في درجات الحرارة . ^{[ 3 ] [ 4 ]} تتلقى جزر هاواي معظم أمطارها من أكتوبر إلى أبريل. وتسود ظروف أكثر جفافاً عموماً من مايو إلى سبتمبر. ونظراً لبرودة المياه المحيطة بهاواي ، فإن خطر الأعاصير المدارية منخفض بالنسبة للولاية.

تتراوح درجات الحرارة عند مستوى سطح البحر عمومًا بين 29 و 31 درجة مئوية (84-88 درجة فهرنهايت) خلال أشهر الصيف، وبين 26 و28 درجة مئوية (79-83 درجة فهرنهايت) خلال أشهر الشتاء. ونادرًا ما ترتفع درجة الحرارة عن 32 درجة مئوية (90 درجة فهرنهايت) أو تنخفض عن 16 درجة مئوية (60 درجة فهرنهايت) ^{[ 5 ]} في المناطق المنخفضة. وتكون درجات الحرارة أقل في المناطق المرتفعة. خلال فصل الشتاء، يُعد تساقط الثلوج شائعًا على قمتي ماونا كيا وماونا لوا في جزيرة هاواي. أما في ماوي ، فتشهد قمة هاليكالا تساقطًا للثلوج من حين لآخر ، ولكن لم يُرصد تساقط للثلوج على ارتفاع أقل من 2300 متر (7500 قدم) قبل فبراير 2019، عندما رُصد تساقط للثلوج على ارتفاع 1900 متر (6200 قدم) ، وسقطت كميات كبيرة على ارتفاعات أعلى، ما أجبر حديقة هاليكالا الوطنية على الإغلاق لعدة أيام. تم تسجيل أدنى درجة حرارة في هونولولو وهي 52 درجة فهرنهايت (11 درجة مئوية) في 20 يناير 1969. ^{[ 6 ]}            

تشهد هاواي ارتفاعًا في درجات الحرارة بشكل عام، ويُعزى ذلك جزئيًا إلى ظاهرة الاحتباس الحراري . ^{[ 4 ]} وتُعدّ درجات الحرارة التي تتجاوز 32 درجة مئوية (90 درجة فهرنهايت) نادرة، باستثناء المناطق الجافة الواقعة في مهب الريح . في هذه المناطق، قد تصل درجات الحرارة إلى ما بين 32 و34 درجة مئوية (90 درجة فهرنهايت) لعدة أيام خلال العام، إلا أن درجات الحرارة الأعلى من ذلك تُعتبر غير معتادة. وقد سُجّلت أعلى درجة حرارة على الإطلاق في الجزر، حيث بلغت 38 درجة مئوية (100 درجة فهرنهايت) ، في 27 أبريل 1931، في باهالا . وتتراوح درجة حرارة المياه السطحية للمحيط المفتوح حول هاواي بين 24 درجة مئوية (75 درجة فهرنهايت) في أواخر فبراير وأوائل أبريل، لتصل إلى 28 درجة مئوية (82 درجة فهرنهايت) كحد أقصى في أواخر سبتمبر أو أوائل أكتوبر. وفي الولايات المتحدة، تُعدّ فلوريدا الولاية الوحيدة التي تتمتع بدرجات حرارة أعلى لأمواج هاواي. ^{[ 7 ]}        

يتحرك المرتفع الجوي في المحيط الهادئ ، ومعه منطقة الرياح التجارية ، شمالًا وجنوبًا مع تغير زاوية الشمس، ليصل إلى أقصى نقطة شمالية له في فصل الصيف. ويؤدي ذلك إلى هبوب الرياح التجارية خلال الفترة من مايو إلى سبتمبر، حيث تسود بنسبة تتراوح بين 80 و95% من الوقت. ومن أكتوبر إلى أبريل، ينتقل مركز الرياح التجارية جنوب هاواي ، مما يؤدي إلى انخفاض متوسط ​​سرعة الرياح في جميع أنحاء الجزر. ونظرًا لوقوع هاواي على الحافة الشمالية للمناطق الاستوائية (معظمها فوق خط عرض 20)، فإنها تتميز بموسمين فقط، أحدهما رطب والآخر جاف، على عكس العديد من المناخات الاستوائية.

تتسم أنماط الرياح في الجزر بتعقيدها الشديد. فعلى الرغم من ثبات الرياح التجارية نسبيًا، إلا أن تدفقها المنتظم نسبيًا يتعرض للتشوه والاضطراب بفعل الجبال والتلال والوديان. وعادةً ما تهب الرياح صعودًا نهارًا وهبوطًا ليلًا. أما الظروف المحلية التي تُنتج رياحًا عنيفة بين الحين والآخر، فلا تزال غير مفهومة تمامًا. وتتميز هذه الرياح بنطاقها المحلي، حيث تصل سرعتها أحيانًا إلى ما بين 100 و160 كيلومترًا في الساعة، وهي معروفة بشكل خاص في المناطق المأهولة بالسكان في كولا ولاهينا في ماوي. وتُعد رياح كولا رياحًا قوية تهب هبوطًا على المنحدرات السفلى للجانب الغربي من جبل هالياكالا . وتكون هذه الرياح في أشدها على ارتفاع يتراوح بين 600 و1200 متر فوق مستوى سطح البحر.    

رياح لاهاينا هي أيضاً رياح هابطة، لكنها تختلف نوعاً ما. تُعرف أيضاً باسم "رياح ليهوا" نسبةً إلى زهرة "أوهي أ ليهوا " ( Metrosideros polymorpha )، التي تملأ أزهارها الحمراء الأجواء عند هبوب هذه الرياح العاتية. تهب هذه الرياح من الوديان عند سفح جبال ماوي الغربية، حيث تلتقي منحدرات الوديان شديدة الانحدار بمنحدرات السفوح الأكثر اعتدالاً في الأسفل. لا تهب هذه الرياح إلا كل 8 إلى 12 عاماً. وهي شديدة العنف، حيث تصل سرعة الرياح فيها إلى 130-160 كم /ساعة أو أكثر.  

في ظل ظروف الرياح التجارية ، غالباً ما يُلاحظ انقطاع واضح في الرطوبة بين ارتفاعي 1200 و2400 متر (4000 إلى 8000 قدم) . يكون الهواء رطباً أسفل هذه الارتفاعات، وجافاً أعلاها. وينتج هذا الانقطاع (وهو سمة واسعة النطاق للضغط المرتفع فوق المحيط الهادئ) عن انقلاب حراري ضمن هواء الرياح التجارية المتحرك. يميل هذا الانقلاب إلى كبح الحركة الرأسية للهواء، وبالتالي يحصر تشكل السحب في المنطقة الواقعة أسفل الانقلاب مباشرةً. ويتواجد الانقلاب بنسبة تتراوح بين 50 و70% من الوقت، ويتفاوت ارتفاعه من يوم لآخر، ولكنه عادةً ما يكون بين 1500 و2100 متر (5000 إلى 7000 قدم ) . في أيام الرياح التجارية التي يكون فيها الانقلاب واضحاً، تتشكل السحب أسفل هذه الارتفاعات، مع ظهور قمم سحابية قليلة فقط تخترق الانقلاب.  

تتشكل هذه السحب الشاهقة على طول الجبال حيث تتقارب تيارات الرياح التجارية القادمة أثناء صعودها في الوادي، ثم تُدفع صعودًا فوق الجبال إلى ارتفاعات تصل إلى عدة آلاف من الأقدام. في الأيام التي لا تشهد انقلابًا حراريًا، تكون السماء صافية تقريبًا (وإن كانت السماء صافية تمامًا أمر نادر للغاية). في المناطق الواقعة في مهب الريح والمحمية جيدًا من الرياح التجارية (مثل الساحل الغربي لماوي)، تكون السماء صافية بنسبة تتراوح بين 30 و60 بالمئة من الوقت.

تميل المناطق المواجهة للرياح إلى أن تكون أكثر غيومًا خلال فصل الصيف، عندما تكثر الرياح التجارية والغيوم المصاحبة لها، بينما تميل المناطق الواقعة في الجانب الآخر من الريح، الأقل تأثرًا بالغيوم المصاحبة للرياح التجارية، إلى أن تكون أكثر غيومًا خلال فصل الشتاء، عندما تمر جبهات العواصف بشكل متكرر. في ماوي، تتركز أكثر المناطق غيومًا عند قمم الجبال وأسفلها مباشرة، وعلى ارتفاعات تتراوح بين 600 و1200 متر (2000 إلى 4000 قدم) على الجوانب المواجهة للرياح من بركان هالياكالا. في هذه المواقع، تكون السماء ملبدة بالغيوم لأكثر من 70% من الوقت. ويرتبط صفاء الهواء المعتاد في الجبال العالية بانخفاض نسبة الرطوبة فيه.  

تختلف هاواي عن العديد من المناطق الاستوائية ذات المواسم الرطبة والجافة الواضحة ، حيث يتزامن موسم الأمطار مع أشهر الشتاء (بدلاً من أشهر الصيف الأكثر شيوعاً في أماكن أخرى من المناطق الاستوائية). فعلى سبيل المثال، يُصنف مناخ هونولولو وفقاً لتصنيف كوبن ضمن الفئة الفرعية النادرة " As " ذات الشتاء الرطب، وهي فئة فرعية من نوع المناخ الاستوائي الرطب والجاف . ^{[ 8 ]}

بشكل عام، ومع تغير المناخ ، تزداد هاواي جفافاً . ^{[ 3 ]} تحدث العواصف الكبرى بشكل متكرر في الفترة من أكتوبر إلى مارس، وقد يصل عددها إلى ست أو سبع عواصف كبرى في السنة. تجلب هذه العواصف أمطاراً غزيرة، وقد تصاحبها رياح محلية قوية. وقد ترتبط هذه العواصف بمرور جبهة هوائية باردة ، وهي الحافة الأمامية لكتلة من الهواء البارد نسبياً تتحرك من الغرب إلى الشرق أو من الشمال الغربي إلى الجنوب الشرقي.

يتراوح متوسط ​​هطول الأمطار السنوي من 188 ملم ( 7.4 بوصة) على قمة ماونا كيا ^{[ 9 ]} إلى 10271 ملم (404.4 بوصة) في بيغ بوغ . ^{[ 10 ]} وتشهد المنحدرات المواجهة للرياح هطول أمطار أكثر من الأراضي المنخفضة الواقعة في الجانب الآخر من الريح والجبال الشاهقة. ^{[ 11 ]}    

على السواحل المواجهة للرياح، تكثر زخات المطر القصيرة، ولا تتجاوز كمية أي منها 0.25 ملم . ويصاحب هبوب الرياح التجارية عادةً زخات مطر خفيفة في الأراضي المنخفضة، بينما ترتبط الأمطار الغزيرة بزيادة مفاجئة في سرعة الرياح التجارية أو بعاصفة قوية. وقد شهدت هانا هطول أمطار غزيرة بلغت 710 ملم خلال 24 ساعة فقط.    

تحدث العواصف الرعدية الشديدة ، التي تُعرّفها هيئة الأرصاد الجوية الوطنية بأنها أعاصير قمعية ، وبرد بحجم 25 ملم أو أكبر، و/أو رياح حملية لا تقل سرعتها عن 93 كم /ساعة، ولكنها نادرة نسبيًا. وتُعدّ الزوابع المائية غير الإعصارية أكثر شيوعًا من الأعاصير القمعية الناتجة عن الخلايا الفائقة ، التي تُنتج أعاصير قمعية أقوى وأطول أمدًا، خاصةً في المناطق الداخلية، كما تُنتج أيضًا أكبر حبات البرد، مثل عاصفة البرد التي ضربت هاواي عام 2012. ويبلغ متوسط ​​عدد الأعاصير القمعية السنوية حوالي إعصار واحد ، سواءً كان ناتجًا عن الخلايا الفائقة أو عن عمليات أخرى.    

تُعدّ عواصف كونا من سمات فصل الشتاء. ويُشتقّ اسمها من الرياح القادمة من اتجاه "كونا"، أي الاتجاه المعاكس للرياح. ويكون هطول الأمطار في عاصفة كونا المتطورة واسع النطاق وأطول مدةً من هطول الأمطار في عواصف الجبهات الباردة المعتادة. وتكون أمطار عواصف كونا عادةً في أشدّها كثافةً على شكل قوس، يمتدّ من جنوب العاصفة إلى شرقها، ويسبق مركزها بمسافة كبيرة. وتستمرّ أمطار كونا من عدّة ساعات إلى عدّة أيام. وقد تستمرّ الأمطار بثبات، ولكنّ الأمطار الأطول مدةً تتميّز عادةً بفترات من الأمطار الخفيفة أو صفاء جزئي للسماء، بالإضافة إلى زخات مطر غزيرة تُضاف إلى الأمطار المعتدلة المستمرة. وقد يمرّ فصل شتاء كامل دون حدوث عاصفة كونا واحدة متطورة. وفي أغلب الأحيان، تحدث عاصفة أو اثنتان من هذا النوع في السنة؛ وأحيانًا أربع أو خمس عواصف.

يمتد موسم الأعاصير في جزر هاواي تقريبًا من يونيو إلى نوفمبر، حيث يكون احتمال حدوث الأعاصير والعواصف الاستوائية في شمال المحيط الهادئ في ذروته. وتنشأ هذه العواصف عادةً قبالة سواحل المكسيك (وخاصةً شبه جزيرة باخا كاليفورنيا ) وتتجه غربًا أو شمال غربًا نحو الجزر. وعندما تعبر العواصف المحيط الهادئ، فإنها تميل إلى فقدان قوتها إذا اتجهت شمالًا وواجهت مياهًا أكثر برودة.

تُعدّ الأعاصير الحقيقية نادرة في هاواي ، ويعود ذلك جزئيًا إلى برودة المياه نسبيًا حول الجزر، فضلًا عن الظروف الجوية غير المواتية، مثل زيادة قص الرياح؛ إذ لم تتأثر الجزر سوى بأربعة أعاصير خلال 63 عامًا. أما العواصف الاستوائية فهي أكثر تواترًا، وتتميز برياح أقل سرعة، تقل عن 119 كيلومترًا في الساعة . ونظرًا لتشابه العواصف الاستوائية مع عواصف كونا، ولأن السجلات القديمة لا تُميّز بينهما بوضوح، فقد كان من الصعب تقدير متوسط ​​تواتر العواصف الاستوائية. فكل عام أو عامين، تؤثر عاصفة استوائية على الطقس في جزء من الجزر. وعلى عكس الجبهات الباردة وعواصف كونا، فإن الأعاصير والعواصف الاستوائية أكثر احتمالًا للحدوث خلال النصف الثاني من العام، من يوليو إلى ديسمبر. من المعروف أن ثلاثة أعاصير قوية ومدمرة قد ضربت جزر هاواي، وهي عاصفة مجهولة الاسم عام 1871، [12] وإعصار دوت عام 1959، وإعصار إينيكي ^{عام 1992. كما} تسبب إعصار آخر ، إيوا ، في أضرار جسيمة عام 1982، لكن مركزه مر بالقرب من الجزر ولم يضربها مباشرة. وتُعد ندرة الأعاصير التي تضرب الجزر عرضة للتغير مع ارتفاع درجات الحرارة. ففي عصر البليوسين، عندما كانت مستويات _ثاني أكسيد الكربون مماثلة لما نشهده اليوم، كانت المياه المحيطة بهاواي أكثر دفئًا بكثير، مما أدى إلى تكرار ضربات الأعاصير في عمليات المحاكاة الحاسوبية. ^{[ 13 ]}  

تُظهر صورة فضائية بالألوان الحقيقية لجزر هاواي أن معظم النباتات تنمو في الجوانب الشمالية الشرقية، المواجهة للرياح التجارية. أما تغير الملمس حول المناطق الجنوبية الغربية الأكثر هدوءًا من الجزر فهو نتيجة للحماية التي توفرها هذه الجزر. ^{[ 14 ]}

تُظهر الصورة العلوية الرياح المحيطة بجزر هاواي، والتي قاسها جهاز Seawinds على متن المركبة QuikSCAT خلال شهر أغسطس عام ١٩٩٩. تهب الرياح التجارية من اليمين إلى اليسار في الصورة. أما الصورة السفلية فتُظهر التيار المحيطي المتشكل بفعل حركة الجزر. تشير الأسهم إلى اتجاه التيار وسرعته، بينما تُظهر الخطوط البيضاء درجات حرارة المحيط. تُولّد المياه الدافئة للتيار رياحًا تُبقي التيار مشتعلًا لآلاف الأميال. ^{[ ١٥ ]}

على الرغم من صغر حجمها، تُشكّل جزر هاواي جزءًا من المحيط الهادئ الشاسع، إلا أنها تُحدث تأثيرًا ملحوظًا على التيارات المحيطية وأنماط دوران المياه في معظم أنحاء المحيط. في نصف الكرة الشمالي، تهب الرياح التجارية من الشمال الشرقي إلى الجنوب الغربي، من أمريكا الشمالية والجنوبية باتجاه آسيا، بين خط الاستواء وخط عرض 30 درجة شمالًا . وعادةً ما تستمر هذه الرياح التجارية في عبور المحيط الهادئ، ما لم يعترضها عائق، كوجود جزيرة مثلًا.

تشكل جبال هاواي الشاهقة عائقاً كبيراً أمام الرياح التجارية. فالتضاريس المرتفعة تحجب تدفق الهواء، مما يؤدي فعلياً إلى تقسيم الرياح التجارية إلى قسمين. ويتسبب هذا الانقسام في ظهور منطقة من الرياح الضعيفة، تُسمى " دوامة الرياح "، على الجانب المواجه للرياح من الجزر. ^{[ 16 ]}

تشير النظرية الديناميكية الهوائية إلى أن تأثير الرياح المحيطة بالجزر يتلاشى في غضون بضع مئات من الكيلومترات، ولا يُشعر به في غرب المحيط الهادئ. مع ذلك، يمتد أثر الرياح الناتج عن جزر هاواي لمسافة 3000 كيلومتر (1860 ميلاً) ، أي ما يقارب عشرة أضعاف أي أثر رياح آخر. يشهد هذا الأثر الطويل على التفاعل القوي بين الغلاف الجوي والمحيط، وهو ما له آثار بالغة الأهمية على أبحاث المناخ العالمي. كما أنه مهم لفهم التغيرات المناخية الطبيعية، مثل ظاهرة النينيو . 

هناك عدة أسباب وراء رصد هذه الظاهرة في هاواي فقط . أولًا، يتفاعل المحيط ببطء مع الرياح سريعة التغير؛ إذ يجب أن تكون الرياح ثابتة لتؤثر بقوة على المحيط، كما هو الحال مع الرياح التجارية. ثانيًا، تُحدث التضاريس الجبلية العالية اضطرابًا كبيرًا في الرياح. ثالثًا، تتميز جزر هاواي باتساعها الأفقي (من الشرق إلى الغرب)، حيث تمتد لأكثر من أربع درجات طولية. هذا التفاعل النشط بين الرياح والتيارات المحيطية ودرجة الحرارة هو ما يُنشئ هذه الدوامة الطويلة الفريدة غرب هاواي .

تُحدث آثار الرياح تيارًا معاكسًا شرقًا يجلب مياهًا دافئة لمسافة 8000 كيلومتر (5000 ميل) من الساحل الآسيوي. وتُؤدي هذه المياه الدافئة إلى مزيد من التغيرات في اتجاه الرياح، مما يسمح لتأثير الجزر بالامتداد بعيدًا في غرب المحيط الهادئ. وقد رصد علماء المحيطات هذا التيار المعاكس بالقرب من جزر هاواي قبل سنوات من اكتشاف آثاره الطويلة، لكنهم لم يعرفوا سببه. ^{[ 16 ]} 

• مناخ الولايات المتحدة
• مناخ هاواي ، مع خريطة تفاعلية ، من قسم الجغرافيا ، جامعة هاواي في مانوا