نحن معتادون على المطر، أحيانًا بكثرة وأحيانًا أخرى على فترات متباعدة، وذلك بحسب موقعنا. مع ذلك، يجهل الكثيرون ماهية المطر وكيفية تكوّنه. تتكون السحب من عدد كبير من قطرات الماء الدقيقة وبلورات الجليد الصغيرة. تنشأ هذه القطرات وبلورات الجليد من تحوّل الماء من بخار إلى سائل ثم إلى صلب في كتلة الهواء. ترتفع كتلة الهواء وتبرد حتى تتشبع بالماء وتتكثف إلى قطرات. عندما تمتلئ السحب بقطرات الماء وتكون الظروف البيئية مواتية، فإنها تهطل على شكل جليد أو ثلج أو برد.
سنخبرك في هذه المقالة بكل ما تحتاج لمعرفته حول ماهية المطر وخصائصه وأصله.
ما هو المطر وكيف يتشكل
عندما يسخن الهواء على سطح الأرض، يزداد ارتفاعه. تنخفض درجة حرارة طبقة التروبوسفير مع الارتفاع؛ أي كلما ارتفعنا، انخفضت درجة الحرارة. لذا، عندما ترتفع كتلة الهواء، تصطدم بهواء أبرد وتصبح مشبعة. عند التشبع، تتكثف إلى قطرات أو بلورات ماء دقيقة، وتحيط بجزيئات صغيرة قطرها أقل من ميكرونين، تُسمى نوى التكثيف المسترطبة.
عندما تلتصق قطرات الماء بنوى التكثيف وتستمر كتلة الهواء على السطح في الارتفاع، تتشكل كتلة سحابية تتطور عموديًا، لأن كمية الهواء المشبع والمتكثف تزداد مع الارتفاع. تُسمى هذه الأنواع من السحب، التي تتشكل نتيجة عدم استقرار الغلاف الجوي، بالسحب الركامية الهامشية، وعندما تتطور عموديًا وتصل إلى سُمك كبير (يكفي للسماح بمرور الإشعاع الشمسي)، تُسمى بالسحب الركامية المزنية.
لكي يتكثف البخار الموجود في كتلة الهواء المشبعة إلى قطرات ماء ، يجب استيفاء شرطين: الأول هو أن كتلة الهواء قد بردت بدرجة كافية والآخر هو أن هناك نوى تكثيف تمتص الرطوبة في الهواء.
بمجرد تشكل السحب، ما الذي يمنعها من إنتاج المطر أو البرد أو الثلج، أي أي نوع من أنواع الهطول؟ بسبب التيارات الهوائية الصاعدة، تبدأ القطرات الصغيرة التي تتشكل وتعلق في السحابة بالنمو، على حساب القطرات الأخرى التي تصادفها أثناء سقوطها. في الأساس، تؤثر قوتان على كل قطرة: مقاومة التيار الهوائي الصاعد ووزن القطرة نفسها.
عندما تكون القطرات كبيرة بما يكفي للتغلب على قوة السحب ، فإنها سوف تندفع إلى الأرض. كلما طالت مدة بقاء قطرات الماء في السحابة ، زاد حجمها ، حيث إنها تضيف إلى القطرات الأخرى ونوى التكثيف الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تعتمد أيضًا على الوقت الذي تقضيه القطرات في الصعود والنزول في السحابة وكلما زاد إجمالي كمية المياه الموجودة في السحابة.
أنواع المطر
يعتمد نوع المطر على شكل وحجم قطرات الماء التي تتساقط عند توافر الظروف الصحيحة. يمكن أن تكون رذاذًا، أو زخات مطر، أو بردًا، أو ثلجًا، أو ثلجًا، أو مطرًا، وما إلى ذلك.
رذاذ
الرذاذ هو مطر خفيف، يتكون من قطرات صغيرة جدًا تتساقط بانتظام. عادةً لا تبلل هذه القطرات الأرض كثيرًا؛ وتعتمد الكمية على عوامل أخرى مثل سرعة الرياح والرطوبة النسبية.
الاستحمام
الزخات المطرية عبارة عن قطرات كبيرة من الماء تتساقط بغزارة في فترة وجيزة. وعادةً ما تهطل الأمطار في المناطق التي ينخفض فيها الضغط الجوي، مما يُشكّل مركز ضغط منخفض يُسمى العاصفة . وترتبط الأمطار بسحب الركام المزني التي تتشكل بسرعة كبيرة، مما يؤدي إلى تضخم قطرات الماء.
البرد والثلج
يمكن أن يهطل المطر أيضًا على شكل جليد. ولكي يحدث ذلك، يجب أن تتشكل بلورات جليدية في السحب فوقها، وأن تكون درجة الحرارة منخفضة جدًا (حوالي -40 درجة مئوية). تنمو هذه البلورات في درجات حرارة منخفضة جدًا عن طريق تجميد قطرات الماء (بداية تشكل البَرَد) أو عن طريق إضافة بلورات أخرى لتشكيل رقاقات الثلج. وعندما تصل إلى الحجم المناسب، وبفعل الجاذبية، إذا كانت الظروف البيئية ملائمة، يمكنها أن تسقط من السحابة وتُنتج هطولًا صلبًا على السطح.
في بعض الأحيان ، يذوب الثلج أو البرد الخارج من السحابة ، إذا واجه طبقة من الهواء الدافئ في الخريف ، قبل أن يصل إلى الأرض ، مما يؤدي في النهاية إلى هطول سائل.
تمطر حسب نوع السحابة
يعتمد نوع هطول الأمطار بشكل أساسي على الظروف البيئية لتشكيل السحب ونوع السحب المتكونة. في هذه الحالة ، أكثر أنواع هطول الأمطار شيوعًا هي الأنواع الأمامية والطبوغرافية والحمل الحراري أو العاصفة.
الهطول الجبهي هو الهطول المرتبط بالغيوم والجبهات الهوائية (الدافئة والباردة). يتشكل الهطول الجبهي عند التقاء جبهة دافئة بجبهة باردة، مما يؤدي إلى تكوّن الغيوم. عندما تدفع كتلة كبيرة من الهواء البارد كتلة الهواء الدافئ إلى الأعلى، تتشكل جبهة باردة. ومع ارتفاعها، تبرد وتتشكل الغيوم. أما في حالة الجبهة الدافئة، فتنزلق كتلة الهواء الدافئ فوق كتلة الهواء البارد.
عند تشكل جبهة هوائية باردة، يكون نوع السحب التي تتشكل عادةً هو السحب الركامية المزنية أو السحب الركامية المتوسطة . تميل هذه السحب إلى التطور الرأسي بشكل أكبر، وبالتالي تنتج أمطارًا أكثر كثافة وغزارة. علاوة على ذلك، تكون قطرات المطر أكبر بكثير من تلك التي تتشكل خلال الجبهة الهوائية الدافئة.
تميل السحب التي تتشكل على طول الجبهة الدافئة إلى أن تكون أكثر طبقات، وعادة ما تكون من نوع السحب الركامية الماطرة أو السحب الطبقية أو السحب الركامية الطبقية . ويكون هطول الأمطار على طول هذه الجبهات أخف عادةً، وغالباً ما يكون على شكل رذاذ.
في حالة هطول الأمطار من العواصف، والتي تسمى أيضًا "الأنظمة الحملية"، تكون السحب ذات تطور رأسي كبير ( السحب الركامية المزنية ) لذا فإنها ستنتج أمطارًا غزيرة وقصيرة المدة، وغالبًا ما تكون غزيرة جدًا.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن ماهية المطر وما هي خصائصه.