كيف تتكون الظواهر المناخية الشتائية بمختلف أنواعها ؟! الجزء الثاني

بدأنا معكم في الجزء الأول بالحديث عن الظواهر المناخية الشتائية كالثلج والبرد والعواصف الرعدية، وسنكمل معكم في الجزء الثاني لنتكلم عن بعض الظواهر المناخية الأخرى كالمطر والأعاصير والضباب والصقيع وقوس قزح.

1- المطر :

تعتبر قرية ماوسينرام في الهند أكثر مكان في العالم يستقبل امطارًا سنويًا، بينما قرية يونغاي في شيلي هي أقل مكان يستقبل الأمطار سنويًا.

بعض الأماكن في العالم خاصة المناطق الاستوائية تتساقط عليها الأمطار يوميًا على مدار العام، ويمكن تعريف الأمطار ببساطة بأنه تكاثف بخار الماء وتحوله لمياه في طبقات الجو العليا، ثم تساقطه مجددًا.

إذن كيف يتكون المطر؟

تكون بداية المطر بتبخر مياه المحيطات، البحار، الأنهار والمسطحات المائية الأخرى، وصعود بخار الماء إلى طبقات الجو العليا، حيث أن بخار الماء مكون من الأوكسجين والهيدروجين، ويعتبران من الذرات الخفيفة، يجعل هذا بخار الماء أخف من الغازات المحيطة في الهواء كالنيتروجين والغازات الأخرى، فيمنح بخار الماء القدرة على الصعود لطبقات الجو العليا أكثر من غيره، ثم يتكاثف ويُكوّن الغيوم بأنواعها المختلفة.

تبدأ درجات الحرارة بالانخفاض كلما صعدنا لطبقات الجو العليا فيتكاثف بخار الماء ويتحول إلى مياه سائلة، تتميز جزيئات الماء بروابط قوية جدًا بينها، وتسمى الروابط الهيدروجينية، وتعتبر من أقوى الروابط الكيميائية بين الجزيئات، فتبدأ جزيئات الماء بالتجمع فوق بعضها البعض لتكوين قطرة ماء، وتزداد قطرة الماء حجمًا و وزنًا، وعندما تصبح أثقل من أن تتحمل وزنها الغيمة تسقط القطرات وتبدأ الظاهرة المناخية المسماة بالأمطار .

ما هي أشكال قطرات المطر؟

في الواقع قطرات المطر وهي تتساقط لا تبدو مثل شكل قطرة الدموع المتعارف عليها، وإنما تبدو كروية أو على شكل قبة مسطحة القاع بسبب مقاومة الهواء لها من الأسفل، فتبدو بشكل قبة لا بشكل قطرة دمعة .

ما هي الأمطار الحمضية ؟

تتكون الأمطار الحمضية من تصاعد بعض أنواع الغازات مثل ثاني أوكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين، ولهذه الغازات مصدران، طبيعي وصناعي، تنتج هذه الغازات بشكل طبيعي من غازات البراكين و الحرائق الناتجة عن ضرب الصواعق للأرض، أو بشكل صناعي من غازات عوادم السيارات والشاحنات والمصانع وحرق الفحم ومحطات تكرير النفط، وتتصاعد هذه الغازات لأعلى مرتبطةً بجزيئات الماء المتكاثفة في الغيوم المطرية، فعندما تسقط هذه الأمطار تكون محملة بهذه الغازات معها.

للأمطار الحمضية تأثيرات ضارة على الصحة والبيئة، تسبب الأمراض التنفسية كالأزمة -الربو- (Asthma) وتجعل أعراض الأشخاص المصابين بهذه الامراض مثل الأزمة (الربو) ومرض الرئة الانسدادي المزمن (COPD) أسوأ وأكثر حدة.

كما أن لها تأثيرات ضارة على البيئة ايضًا، فتساقط الأمطار الحمضية يجعل مياه الأنهار والمياه الجوفية أكثر حموضة (low pH)، وهذا يسبب زيادة امتصاص التربة للألمونيوم، وبالتالي انخفاض نسبة الكالسيوم مما يسبب ضررًا للنباتات والمحاصيل، وتدمير الغابات، إضافة إلى أن انخفاض درجة حموضة الأنهار الذي يمكن أن يكون قاتلاً لبعض أنواع الأسماك والكائنات البحرية.

2. الأعاصير المائية (Hurricane):

يوجد نوعين من الأعاصير: الإعصار الذي يضرب اليابسة و يسمى (Tornado)، والإعصار الذي يضرب المحيطات والمسطحات المائية ويتكون عليها و يسمى (Hurricane)، والاختلافات واضحة بين الاثنين بحيث يكون الإعصار الذي يضرب اليابسة قصير العمر يمتد لساعة فقط، وصغير الحجم بحيث لا يتعدى قطره في كثير من الأحيان عن 2 كلم، بينما الإعصار المائي طويل العمر فيمتد عمره إلى أيام وأحيانًا أسابيع، ويكون بالغ الضخامة بحيث يبلغ قطره 1600 كلم، وعادة ما تقوم الأعاصير المائية بنفث بعض من هوائها على اليابسة مكونة أعاصير يابسة، وبذلك معظم أعاصير اليابسة متكونة من الأعاصير المائية.

للإعصار المائي أسماء مختلفة ويختلف الاسم حسب المنطقة أو المحيط الذي يتواجد فيه الإعصار، فإذا تواجد الإعصار المائي شمال غرب المحيط الهادي قريبًا من شواطئ دول الشرق الأقصى يسمى (Typhon) وإذا تواجد جنوب غرب المحيط الهادي وعلى شواطئ المحيط الهندي قريبًا من الهند وإندونيسيا وسومطرة يسمى (Cyclone)، وإذا تواجد في المحيط الأطلسي وشرق المحيط الهادي قرب شواطئ الولايات المتحدة الامريكية فيسمى (Hurricane).

كيف تتكون الأعاصير المائية؟

يجب توافر 3 ظروف مناخية حتى يتكون الإعصار المائي، مياه محيط دافئة بحيث يجب أن تكون درجة حرارة الماء في المحيط تتجاوز 27 درجة مئوية، وجود رياح خفيفة السرعة، وتواجد رطوبة في الجو و طبقات الجو العليا، بحيث تعمل المياه الدافئة على بناء و تقوية الإعصار، وذلك لأن المياه الدافئة لها قدرة أكبر على التحول لبخار ماء، فيتصاعد هذا البخار ويعمل كدعائم للإعصار تمنعه من الانهيار  ومصدر طاقة لتجديده باستمرار، وجود الرياح الخفيفة يساعد على تكون جو مستقر وبذلك مرور الإعصار من دون عوائق، إضافة إلى مساعدة الإعصار على التشكل، فحركة الرياح الخفيفة بشكل دائري يبني شكل الإعصار اللولبي دون المس بتوازنه و ثباته، وجود رطوبة كافية في الجو يساعد على تكون الإعصار ونموه و منعه من الانهيار، ولكي يتكون الإعصار المائي من الأساس يحتاج الى وجود عاصفة رعدية ومنطقة ضغط جوي منخفض لكي يكون الشرارة التي ستكون الإعصار المائي، بالإضافة إلى الـ3 الظروف المناخية التي تم التحدث عنها سابقًا، وتتميز الأعاصير المائية بحدوثها في المناطق الاستوائية و شبه الاستوائية فقط، واستحالة حدوثها في مناطق باردة كالمحيطات القطبية بسبب حاجة الإعصار لمياه دافئة باستمرار.

مراحل تكون الإعصار المائي:

عندما يلاحظ تكون عاصفة رعدية مع انخفاض في الضغط الجوي، ثم يلاحظ زيادة في قوة العاصفة وربما أيضًا تكون عواصف أخرى بجانبها مع سرعة رياح لا تتجاوز 64 كلم في الساعة، فهنا تسمى العاصفة، عاصفة رعدية استوائية ضعيفة (Cyclone depression)، فتبدأ دوائر الأرصاد الجوية بمراقبة العاصفة وسرعتها ترقبًا لتكون إعصار والتحذير منه، وعندما تصل سرعة الرياح إلى ما بين 64 – 117 كلم في الساعة، تتحول العاصفة الرعدية الاستوائية الضعيفة إلى عاصفة رعدية استوائية كبيرة، ويتم إعطاؤها اسم، وعندما تتجاوز سرعة الرياح 117 كلم في الساعة يتحول إلى إعصار مائي، ويتحول الإعصار المائي إلى إعصار مائي عملاق عندما تتجاوز سرعة الرياح 240 كلم في الساعة .

تعتمد قوة الإعصار على عدة عوامل أهمها: بقاء الإعصار على سطح مياه دافئة لأطول فترة ممكنة تعمل كوقود لإعادة بناء الإعصار وزيادة  حجمه، ووجود رياح خفيفة تدعم استقرار الإعصار، والرطوبة المتواجدة في الجو لتبني وتدعم الإعصار .

قد يُعجبك: أغرب الظواهر المناخية

3- ظواهر مناخية أخرى :

• الضباب:

يتكون الضباب عند وجود نسبة رطوبة (بخار ماء) عالية في الجو، وانخفاض درجات الحرارة بشكل مفاجئ بالإضافة لوجود جزيئات غبار متطايرة، فعندما تنخفض درجات الحرارة يبدأ بخار الماء بالتجمع والتكاثف حول جزيئات الغبار مكونًا الضباب، مما يسبب عدم وضوح للرؤية .

• الصقيع: يحتاج الصقيع لعدة عوامل ليتكون:

1. هي درجة حرارة السطوح التي يتكون عليها الصقيع والتي يجب أن تكون تحت درجة صفر مئوية، ولا يُشترط أن تكون درجة الحرارة في الخارج تحت الصفر أيضًا.
2. خلو السماء من الغيوم، فإذا كانت السماء خالية من الغيوم عند حلول المساء واستمرت درجات الحرارة في الانخفاض، فإن احتمال تكون الصقيع كبير، بينما إذا امتلأت السماء بالغيوم حتى مع استمرار درجات الحرارة بالانخفاض فاحتمال تكون الصقيع ضئيل بسبب قدرة الغيوم على حفظ الحرارة الخارجة من الأرض، مما يجعل الأجواء اكثر دفءًا.
3. غياب الرياح، فبغياب الرياح يكون للماء المتكاثف في الجو فرصة أكبر ليحط على السطوح و يتجمد، بينما تواجد الرياح سوف يزيله من الجو و من السطوح.
4. تشبع الجو بالرطوبة، فعندما تصل درجة تشبع الجو ببخار الماء إلى أقصاها يسبب ذلك تكاثف بخار الماء في الجو وتساقطه على الأسطح، فإذا كانت درجة الحرارة تحت الصفر سيتكون الصقيع، وإذا كانت فوق الصفر سيتكون الندى .

• قوس قزح: يتكون قوس قزح في الأيام الماطرة أو الأيام شديدة الرطوبة في الجو، عادة ما يكون قوس قزح مرئياً في الفترة الصباحية أو المسائية فقط، وذلك بسبب انخفاض مستوى الشمس نحو الأفق قليلاً، وليكون قوس قزح مرئياً على الشخص أن يكون واقفًا بين المطر و الشمس بحيث يكون ظهره مواليًا للشمس، ويستطيع التأكد من ذلك عن طريق الوقوف بوضعية يستطيع فيها رؤية ظله (يكون ظله أمامه لا خلفه، وبذلك تكون الشمس خلفه). يمر قوس قزح بأربع مراحل ليتكون: تشتيت الضوء، انكسار الضوء، انعكاس الضوء ثم انكساره مرة أخرى.

يبدأ الضوء بالدخول داخل قطرات المياه المتساقطة والمتواجدة في الجو، فيتعرض الضوء للتشتت والانكسار، فينفصل الضوء الأبيض الى الـ7 ألوان وهي ألوان الطيف المتعارف عليها، وهي كالتالي بالترتيب من الطول الموجي الأقل للطول الموجي الأعلى، اللون البنفسجي، النيلي، الأزرق، الأخضر، الأصفر، البرتقالي ثم الأحمر، فيتكون الطيف الضوئي لقوس القزح، وانتقال الضوء من وسط إلى وسط آخر يسبب انكساره، حيث أنه انتقل من الهواء إلى الماء داخل القطرة، ثم تنعكس الأطياف السبعة على الجانب المقابل للقطرة مما يسبب ظاهرة الانعكاس، فتخرج الأطياف السبعة من القطرة وتنكسر مجدداً في الهواء بسبب انتقالها مجدداً بين الأوساط، حيث انتقلت من الماء داخل القطرة إلى الهواء خارجها .

لماذا تظهر ألوان قوس قزح بترتيب معين من الأحمر للبنفسجي ؟

يرجع ذلك إلى اختلاف الأطوال الموجية لكل لون، حيث أنه كلما ازداد الطول الموجي للون كلما امتلك درجة انكسار أقل، ويمتلك اللون الأحمر أطول طول موجي من بين كل الألوان، وبذلك له أقل درجة انكسار بينها، بينما يمتلك اللون البنفسجي أقصر طول موجي، وبالتالي يمتلك أعلى درجة انكسار، وعلى الرغم من امتلاك اللون البنفسجي درجة انكسار كبيرة، لكنه يمتلك درجة انعكاس صغيرة فيظهر في قاع القوس، والعكس للون الأحمر فيظهر على قمة القوس .

لماذا يتكون قوس قزح على شكل قوس ؟

وذلك بسبب انعكاس الضوء من قطرات الماء بزاوية 42 درجة باتجاه أعيننا، فنراه على شكل قوس، فقوس قزح في الواقع هو حلقة وليس قوسًا، فعند رؤية قوس قزح من الطائرة بإمكاننا أن نراه كحلقة كاملة، بينما عندما نراه من الأرض فنحن لا نرى سوى نصف الحلقة وهو القوس، بينما النصف الآخر يكون بعد أفق النظر فلا نستطيع رؤيته.

و هكذا انتهت مقالة الظواهر المناخية في الشتاء 

أرجو أنها قد أضافت لكم الكم البسيط من المعرفة في هذا المجال المهم , مجال المناخ و الشتاء.

تحياتي لكم 🙂

نرشح لك: تغير الظواهر المناخية كارثة بيئية تهدد حياة البشرية

المصادر
- المطر: https://www.phenomena.org/weather/rain/
- الأعاصير : https://www.phenomena.org/weather/hurricane/
https://www.youtube.com/watch?v=SmHXT10xccM  
- قوس قزح: https://www.phenomena.org/weather/rainbow/
- الأمطار الحمضية: https://www.nationalgeographic.com/environment/global-warming/acid-rain/