جریان‌های آوار (Debris Flows) پدیده‌هایی هستند ناگهانی، خشن و مرگبار. آن‌ها می‌توانند جنگل‌ها را صاف کنند، ساختمان‌ها را با خود ببرند و روستاهایی کامل را غافلگیر کنند.
رویدادهایی مانند حادثه‌ی «بلاتن» در کانتون «واله» در مه ۲۰۲۵ و «بریِنتس» در کانتون «گراوبوندن» در ژوئن ۲۰۲۳، بار دیگر نشان دادند که مناطق کوهستانی پس از بارندگی‌های شدید، چقدر آسیب‌پذیرند.
تکرار خطر: جریان‌هایی که بازمی‌گردند
از بلاتن تا بوندو
جریان‌های آوار فقط یک بار اتفاق نمی‌افتند؛ در بسیاری از نقاط آلپ، این پدیده‌ها مکرراً روی می‌دهند.
در سال گذشته تنها، مناطق «سورته» در گراوبوندن، «فونتانا» در تیسینو و «دره ساس» در واله، شاهد جریان‌های آوار بزرگی بودند.
یکی از بدترین این حوادث در سال ۲۰۱۷ در «بوندو» در گراوبوندن رخ داد؛ وقتی که رودی از گل‌ولای به عرض بیش از ۹۰ متر از دره سرازیر شد و جان هشت نفر را گرفت.
دنبال کردن ردپای ویرانی
پایش دقیق با کمک فناوری پیشرفته
از آنجا که این جریان‌ها در نقاط مشخصی بارها رخ می‌دهند، دانشمندان این مناطق فعال را برای مطالعه و بررسی روند شکل‌گیری و رفتارشان زیر نظر می‌گیرند.
در ژوئن ۲۰۲۲، زمانی که جریان عظیمی از آوار در «ایل‌گرابن» – دره‌ای شیب‌دار در بالای روستای «لئوک» در واله – سرازیر شد، تیمی از پژوهشگران کاملاً آماده بودند.
این تیم از دانشگاه ETH زوریخ، مؤسسه فدرال تحقیقات جنگل، برف و منظره WSL و دانشگاه منچستر با استفاده از شبکه‌ای از حسگرهای پیشرفته، کل رویداد را به‌طور کامل ثبت کردند.
در تنها ۳۰ دقیقه، حدود ۲۵٬۰۰۰ مترمکعب آوار تقریباً ۴ کیلومتر در بستر رود «ایل‌باخ» به سمت رود رون در منطقه «زوستن» پیش رفت.
راز مرگبار بودن جریان‌های آوار
از امواج تا سنگ‌های غول‌پیکر
پژوهشگران مشاهده‌ای تکان‌دهنده داشتند. در بالای دره، پیشانی جریان ناگهان جلو آمد، ارتفاعی بیش از دو متر پیدا کرد و پر از تخته‌سنگ‌های عظیم بود – برخی به اندازه‌ی یک متر مکعب.
در بخش‌های پایین‌تر، آوار با سرعت کمتری حرکت می‌کرد اما سطح آن شدیداً فعال بود. دانشمندان ۷۰ موج قدرتمند را ثبت کردند که پشت سر هم و با سرعت بالا بر سطح جریان شکل می‌گرفتند.
«مدت‌هاست می‌دانیم این امواج نقشی کلیدی در قدرت ویرانگر جریان‌های آوار دارند»،
جردن آرون، استاد زمین‌شناسی مهندسی در ETH زوریخ
وی افزود: «دلیلش این است که امواج باعث می‌شوند جریان ضخیم‌تر و سریع‌تر شود.»
اما تا پیش از این، توضیح دقیقی برای چگونگی شکل‌گیری این امواج وجود نداشت. حالا با داده‌های میدانی و مدل‌سازی‌های رایانه‌ای، این تیم تحقیقاتی کشف کرد که امواج نیازی به محرک خارجی ندارند؛ بلکه به‌طور خودجوش بر سطح جریان شکل می‌گیرند.
«ما توانستیم نشان دهیم که امواج به صورت خودانگیخته در سطح جریان به وجود می‌آیند»،
آرون گفت: «آن‌ها از بی‌نظمی‌های کوچک سرچشمه می‌گیرند که با گذشت زمان بزرگ‌تر و سریع‌تر شده و در نهایت به حداکثر قدرت ویرانگر خود می‌رسند.»
از علم تا ایمنی شهری
کاربست یافته‌ها در مدیریت بحران
درک این امواج فقط جنبه‌ی تئوریک ندارد. این یافته‌ها به ما اجازه می‌دهند شدت یک جریان آوار را پیش از وقوع آن ارزیابی کنیم.
این یعنی مهندسان می‌توانند بهتر محاسبه کنند که سازه‌هایی مثل خانه‌ها، پل‌ها و سدها، در مناطق پرخطر، تا چه حد باید مقاوم باشند.
«تحلیل ما بینش‌های تازه‌ای درباره‌ی پویایی جریان‌های آوار ارائه می‌دهد و در میان‌مدت به مدیریت بهتر خطرات کمک خواهد کرد»،
به گفته‌ی آرون
نقشه‌برداری با لایدار (LiDAR): تهدیدی در حال حرکت
دقت میلی‌متری برای فاجعه‌ای تکراری
منطقه ایل‌گرابن غریبه‌ی جریان‌های آوار نیست. از سال ۲۰۰۰، این ناحیه با ابزارهایی برای ردیابی لحظه‌ای این جریان‌ها تجهیز شده است. اما رویداد سال ۲۰۲۲، دقیق‌ترین فرصت را برای مشاهده فراهم کرد.
تیم تحقیقاتی از اسکنرهای لایدار – حسگرهای لیزری که در ابتدا برای خودروهای خودران توسعه یافته بودند – همراه با دوربین‌های ویدئویی پرسرعت استفاده کرد. پنج واحد لایدار و شش دوربین توانستند جریان آوار را با جزئیاتی شگفت‌انگیز ثبت کنند.
در سه نقطه از دره، سطح جریان با دقت مکانی ۲ سانتی‌متر و دقت زمانی ۰.۱ ثانیه اندازه‌گیری شد. این اندازه‌گیری دقیق، امکان محاسبه‌ی سرعت و قدرت هر موج را فراهم کرد.
بر اساس این داده‌ها، مدلی عددی دقیق ساخته شد که نحوه‌ی تکامل جریان آوار – و دلیل خطرناک شدن آن – را شبیه‌سازی می‌کرد.
سنگ‌های غول‌پیکر، بازیگران پنهان
تأثیر تکه‌سنگ‌ها بر دینامیک جریان
نکته مهم دیگر این مطالعه: تخته‌سنگ‌های بزرگ می‌توانند رفتار جریان‌های آوار را تغییر دهند. این قطعات عظیم باعث تغییر نحوه‌ی حرکت مواد درون جریان می‌شوند، مخصوصاً در مقیاس‌های محلی.
«این پدیده در اغلب پیش‌بینی‌های پیشین لحاظ نشده بود»،
آرون خاطرنشان کرد: «توانستیم این اثرات را در میدان مشاهده و اندازه‌گیری کنیم؛ این باعث شد بتوانیم این فرآیندهای طبیعی را با دقت بیشتری توصیف و درک کنیم.»
با شبیه‌سازی رفتار واقعی جریان‌های آوار، این مدل جدید ابزار بهتری برای برنامه‌ریزی و واکنش به فجایع آینده فراهم می‌کند. این ابزار به جامعه‌ها، مهندسان و برنامه‌ریزان فرصت بهتری می‌دهد تا مردم و زیرساخت‌ها را از یکی از ویرانگرترین نیروهای طبیعت حفظ کنند.
