صدى الخطاف

صدى الخطاف هو بصمة رادارية جوية على شكل قلادة أو خطاف، تُعد جزءًا من بعض العواصف الرعدية الخارقة . ويُلاحظ في الأجزاء السفلية من العاصفة عندما يتدفق الهواء والهطول إلى دوامة متوسطة ، مما ينتج عنه انعكاس منحني . وينتج هذا الصدى عن التفاف المطر أو البرد أو الحطام حول العاصفة الخارقة. ^{[ 1 ]} وهو أحد السمات المميزة للعواصف الخارقة المُسببة للأعاصير . ^{[ 2 ]} وقد تعتبر هيئة الأرصاد الجوية الوطنية وجود صدى الخطاف بالتزامن مع بصمة دوامة الإعصار كافيًا لإصدار تحذير من إعصار . ^{[ 3 ] [ 4 ]}

نظراً لطبيعة الأعاصير غير المتوقعة والكارثية المحتملة، نوقشت إمكانية رصدها عبر الرادار في أوساط الأرصاد الجوية في بدايات استخدام الرادار. ^{[ 5 ]} اكتشف إي. إم. بروكس أول ارتباط بين الأعاصير وصدى الخطاف عام 1949. ^{[ 6 ]} لاحظ بروكس وجود دوامات هوائية بنصف قطر يتراوح بين 8 و16 كيلومتراً تقريباً  على شاشة الرادار. ارتبطت هذه الدوامات بالعواصف الرعدية الخارقة، وأطلق عليها بروكس اسم "الأعاصير القمعية".

سُجِّل أول ارتباط موثق بين صدى الخطاف وإعصار مؤكد بالقرب من شامبين-أوربانا، إلينوي ، في 9 أبريل 1953. ^{[ 5 ] [ 7 ]} اكتشف هذا الحدث بالصدفة المهندس الكهربائي دونالد ستاجز، من هيئة مسح المياه بولاية إلينوي. كان ستاجز يُصلح ويختبر وحدة رادار تجريبية لقياس الهطول عندما لاحظ صدى رادار غير عادي مرتبطًا بعاصفة رعدية قريبة. بدا الصدى غير العادي وكأنه منطقة هطول على شكل الرقم ستة - ومن هنا جاء المصطلح الحديث "صدى الخطاف". قرر ستاجز تسجيل الصدى لمزيد من التحليل من قبل خبراء الأرصاد الجوية . بعد مراجعة بيانات الصدى غير العادي، قرر خبراء الأرصاد الجوية إف. إيه. هاف، وإتش. دبليو. هايزر، وإس. جي. بيجلر أن إعصارًا مدمرًا قد حدث في الموقع الجغرافي الذي يتوافق مع الصدى "على شكل الرقم ستة" الذي شوهد على الرادار.

وثّق الباحث البارز في مجال العواصف الشديدة، تيد فوجيتا، أصداءً خطافيةً مع العديد من العواصف الرعدية الخارقة التي حدثت في 9 أبريل 1953 - وهو نفس يوم اكتشاف هوف وآخرون. ^{[ 8 ]} بعد دراسة مفصلة لتطور الأصداء الخطافية، افترض فوجيتا أن بعض العواصف الرعدية القوية قد تكون قادرة على الدوران.

وضع جيه آر فولكس أول فرضية حول تكوين أصداء الخطاف في عام 1962. ^{[ 9 ]} حلل فولكس بيانات سرعة الرياح من وحدات رادار دوبلر للأرصاد الجوية التي تم تركيبها في وسط أوكلاهوما في عام 1960. أظهرت بيانات دوبلر لسرعة الرياح أثناء العواصف الرعدية وجود ارتباط بين قص الرياح الأفقي القوي والأعاصير المتوسطة، والتي تم تحديدها على أنها قادرة على إنتاج الأعاصير القمعية . ^{[ 2 ]}

تُعدّ أصداء الخطاف انعكاسًا لحركة الهواء داخل وحول العاصفة الرعدية الخارقة. أمام قاعدة العاصفة، يسحب عدم استقرار الكتلة الهوائية تدفق الهواء من البيئة المحيطة. ومع صعوده، يبرد ببطء مقارنةً ببيئة السحابة، نظرًا لقلة اختلاطه بها، مما يُشكّل أنبوبًا خاليًا من الصدى ينتهي عند مستويات أعلى مُكوّنًا منطقة صدى ضعيفة محدودة (BWER). ^{[ 2 ]} في الوقت نفسه، يدخل تيار هواء بارد وجاف في الطبقة المتوسطة إلى سحابة العاصفة الرعدية. ولأنه أكثر جفافًا من البيئة المحيطة، يكون أكثر كثافة ويهبط خلف السحابة مُشكّلًا تيارًا هابطًا خلفيًا ، مُجففًا الجزء الأوسط من مؤخرة السحابة. يُشكّل هذان التياران قصًا رياحيًا رأسيًا، والذي بدوره يُولّد دورانًا، وقد يتفاعلان معًا لتكوين إعصار متوسطي. وقد يؤدي اشتداد الدوران بالقرب من السطح إلى تكوين إعصار قمعي. ^{[ 2 ]}

بالقرب من منطقة التفاعل على السطح، ستتشكل فجوة جافة ناتجة عن تيار صاعد من جهة ومنطقة سحابية أسفل تيار هابط من الجهة الخلفية من الجهة الأخرى. هذا هو مصدر صدى الخطاف الذي يُرصد على الرادار بالقرب من السطح. لذا، يُعد صدى الخطاف مؤشرًا موثوقًا نسبيًا على النشاط الإعصاري؛ إلا أنه يُشير فقط إلى وجود بنية إعصارية متوسطة الحجم أكبر في العاصفة الإعصارية، وليس إلى رصد إعصار بشكل مباشر. ^{[ 2 ]} خلال بعض الأعاصير المدمرة، قد تُكتشف الحطام المتطاير من السطح على شكل " كرة حطام " في نهاية بنية الخطاف. لا تُنتج جميع العواصف الرعدية التي تُظهر صدى الخطاف أعاصير، ولا تحتوي جميع الخلايا الفائقة المُنتجة للأعاصير على صدى الخطاف.

يُتيح استخدام أنظمة رادار دوبلر للأرصاد الجوية، مثل نظام NEXRAD ، رصد الأعاصير المتوسطة القوية والمنخفضة التي تُنتج الأعاصير القمعية حتى في غياب صدى الخطاف، كما يُعزز دقة الرصد عند وجوده. ومن خلال رصد الهيدروميتورات المتحركة باتجاه موقع الرادار وبعيدًا عنه، تُكشف السرعات النسبية للهواء المتدفق داخل أجزاء مختلفة من العاصفة. وتُعدّ مناطق الدوران الضيق هذه، المعروفة باسم "أزواج السرعة"، المحفز الرئيسي لإصدار تحذير من الإعصار. ويعتمد الكشف عن هذه الظاهرة على خوارزمية تعتمد على بصمة دوامة الإعصار . ^{[ 10 ]}

لا تكون أصداء الخطاف واضحة دائمًا. ففي جنوب الولايات المتحدة تحديدًا ، تميل العواصف الرعدية إلى اتخاذ بنيةٍ تتضمن هطولًا غزيرًا يحيط بإعصار متوسطي، مما يؤدي إلى ظهور خلية فائقة ذات تباين عالٍ في الهطول (HP) تُخفي شكل الخطاف. غالبًا ما تحتوي الخلايا الفائقة ذات التباين العالي في الهطول على نتوء انعكاسي عالٍ أو فجوة أمامية جانبية (FFN)، فتبدو كحبة فاصولياء. ومن العوامل الأخرى المُحدِّدة دقة الرادار. فقبل عام 2008، كانت دقة نطاق رادار NEXRAD تبلغ 1000 متر، بينما تحدث العمليات التي تؤدي إلى صدى الخطاف على نطاق أصغر. ^{[ 11 ]}

• صدى القوس
• منطقة صدى ضعيف محدودة
• تقنية الليمون
• تيار هواء هابط من الجانب الخلفي
• الكشف عن العواصف الرعدية

• فوجيتا، تيتسويا (1965-02-01). "آليات تكوين وتوجيه الأعاصير القمعية والصدى الخطافي المصاحب لها" . مجلة الطقس الشهرية . 93 ( 2 ): 67-78 . رمز Bibcode : 1965MWRv...93...67F . doi : 10.1175/1520-0493(1965)093 < 0067:FASMOT > 2.3.CO ; 2. ISSN 1520-0493 . 
• فوجيتا، تيتسويا (1958-06-01). "تحليل متوسط ​​لأعاصير إلينوي في 9 أبريل 1953" . مجلة علوم الغلاف الجوي . 15 (3): 288-296 . Bibcode : 1958JAtS...15..288F . doi : 10.1175/1520-0469(1958)015 < 0288 :MOTITO > 2.0.CO ; 2. ISSN 1520-0469 . 
• ويد، باتريك (2013-04-07). "اكتشاف صدى خطافي للأعاصير هنا قبل 60 عامًا" . صحيفة نيوز غازيت. شامبين . تاريخ الاسترجاع: 2023-07-03 .
• بورغيس، دونالد دبليو؛ ماجسج، مايكل أ؛ وورمان، جوشوا؛ داول، ديفيد سي؛ ريتشاردسون، إيفيت (1 يونيو 2002). " رصد الرادار لإعصار مدينة أوكلاهوما في 3 مايو 1999" . الطقس والتنبؤات الجوية . 17 (3): 456-471 . Bibcode : 2002WtFor..17..456B . doi : 10.1175/1520-0434(2002)017 < 0456:ROOTMO > 2.0.CO ; 2. ISSN 1520-0434 .