تتشكل السحب من عدد كبير من قطرات الماء الدقيقة وبلورات الجليد الصغيرة الناتجة عن تحول بخار الماء إلى سائل وصلب داخل كتلة من الهواء. ترتفع كتلة الهواء وتبرد حتى تتشبع وتتكثف إلى قطرات ماء. عندما تكون السحابة محملة بقطرات الماء وتكون الظروف البيئية مواتية، يحدث الهطول على شكل جليد أو ثلج أو برد.
هل تريد أن تعرف كل شيء عن هطول الأمطار؟
كيف يتكون هطول الأمطار؟
عندما يسخن الهواء على سطح الأرض، يرتفع. تنخفض درجة حرارة طبقة التروبوسفير مع الارتفاع؛ أي كلما ارتفعنا، انخفضت درجة الحرارة. لذلك، عندما ترتفع كتلة الهواء، تصطدم بهواء أبرد وتصبح مشبعة. عند التشبع، تتكثف إلى قطرات ماء صغيرة أو بلورات جليدية (بحسب درجة حرارة الهواء المحيط) وتتشكل حول جزيئات صغيرة يقل قطرها عن ميكرونين تُسمى نوى التكثيف المسترطبة.
عندما تلتصق قطرات الماء بنوى التكثيف وتستمر كتل الهواء السطحية في الارتفاع، تتشكل سحابة متطورة رأسيًا. ويعود ذلك إلى أن كمية الهواء المشبع والمتكثف كبيرة جدًا لدرجة أنها تزداد ارتفاعًا في النهاية. يُطلق على هذا النوع من السحب، الذي يتشكل نتيجة عدم استقرار الغلاف الجوي، اسم السحابة الركامية الهامشية . وعندما تتطور رأسيًا وتصل إلى سُمك كبير (يكفي لحجب معظم الإشعاع الشمسي)، تُسمى سحابة ركامية مزنية.
لكي يتكثف البخار الموجود في كتلة من الهواء تصل إلى التشبع إلى قطرات، يجب استيفاء شرطين: الأول هو أن كتلة الهواء قد بردت بدرجة كافية ، والثاني هو وجود نوى تكثيف مسترطبة في الهواء يمكن أن تتشكل عليها قطرات الماء.
بمجرد تشكل السحب، ما الذي يحدد ما إذا كانت ستنتج مطراً أو برداً أو ثلجاً، أي أي نوع من أنواع الهطول؟ تبدأ القطرات الصغيرة التي تُكوّن السحابة، والمعلقة داخلها بفعل التيارات الصاعدة، في النمو بامتصاص قطرات أخرى أثناء سقوطها. وتؤثر قوتان على كل قطرة: قوة السحب الناتجة عن التيار 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 الترسيب
تتحدد أنواع الهطول بحسب شكل وحجم قطرات الماء التي تسقط في ظل الظروف المناسبة. وتشمل هذه الأنواع الرذاذ، والزخات المطرية، والبرد، والثلج، والثلج المتجمد، والمطر، وغيرها .
رذاذ
يتكون الرذاذ من هطول خفيف لقطرات ماء صغيرة جدًا تتساقط بانتظام. لا تبلل هذه القطرات الأرض عادةً بشكل كبير، وتعتمد شدتها على عوامل أخرى مثل سرعة الرياح والرطوبة النسبية. إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن أنواع الأمطار المختلفة ، فقد يفيدك هذا الرابط.
الاستحمام
تتميز زخات المطر بقطرات مطر كبيرة الحجم تهطل عادةً بغزارة وعلى مدى فترة قصيرة. وتحدث عادةً في المناطق التي ينخفض فيها الضغط الجوي، مما يُنشئ نظام ضغط منخفض يُعرف باسم الإعصار. وترتبط زخات المطر بسحب ركامية تتشكل بسرعة كبيرة، مما يؤدي إلى نمو قطرات الماء بشكل كبير، وغالبًا ما ينتج عنه أمطار غزيرة.
البرد والثلج
يمكن أن يحدث الهطول أيضًا في صورة صلبة. ولكي يحدث ذلك، يجب أن تتشكل بلورات الجليد في أعلى السحابة عند درجات حرارة منخفضة جدًا، حوالي -40 درجة مئوية . يمكن أن تنمو هذه البلورات من قطرات الماء الصغيرة عند درجات حرارة منخفضة جدًا والتي تتجمد عليها (بداية تشكل البَرَد)، أو من خلال اندماجها مع بلورات أخرى لتشكيل رقاقات الثلج. وعندما تصل إلى حجم مناسب، وبفعل الجاذبية، يمكنها أن تسقط من السحابة، مما يؤدي إلى هطول صلب على السطح، إذا كانت الظروف البيئية ملائمة.
أحيانًا، تذوب رقاقات الثلج أو حبات البرد المتساقطة من السحب، إذا ما صادفت طبقة من الهواء الدافئ أثناء هبوطها، قبل أن تصل إلى الأرض، مما يؤدي في النهاية إلى هطول أمطار سائلة. إذا كنت مهتمًا بالثلوج، يمكنك معرفة المزيد عن الأمطار التضاريسية هنا.
أشكال التساقط وأنواع السحب
يعتمد نوع هطول الأمطار بشكل أساسي على الظروف البيئية التي تتشكل فيها السحابة ونوع السحابة التي تتشكل. في هذه الحالة ، فإن أكثر الترسبات شيوعًا هي الأنواع الأمامية أو الأوروغرافية أو الحمل الحراري أو العاصفة.
يحدث الهطول الجبهي عندما تترافق السحب مع الجبهات الهوائية، سواء كانت دافئة أو باردة. وينتج عن تقاطع جبهة دافئة مع جبهة باردة سحبٌ تُسبب الهطول الجبهي. تتشكل الجبهة الباردة عندما تدفع كتلة من الهواء البارد كتلةً هوائيةً دافئةً إلى الأعلى، فتبرد أثناء صعودها، مما يؤدي إلى تشكل السحب. أما في حالة الجبهة الدافئة، فتتحرك كتلة هوائية دافئة فوق كتلة هوائية باردة.
عند تشكل جبهة باردة، يكون نوع السحب المتكون عادةً هو السحب الركامية المزنية أو السحب الركامية المتوسطة . تتميز هذه السحب بنمو رأسي أكبر، وبالتالي تنتج أمطارًا أغزر وأكثر كثافة. علاوة على ذلك، تكون قطرات المطر أكبر بكثير من تلك التي تتشكل خلال الجبهة الدافئة. إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن تكوين أنظمة الضغط المنخفض، يمكنك الاطلاع على ذلك هنا.
تميل السحب التي تتشكل على طول الجبهة الدافئة إلى امتلاك بنية 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، وغالبًا ما يكون على شكل رذاذ.
في حالة هطول الأمطار الناتج عن العواصف الرعدية، والتي تُسمى أيضاً "الأنظمة الحملية"، تكون السحب متطورة للغاية ( السحب الركامية المزنية )، وبالتالي تُنتج أمطاراً غزيرة وقصيرة الأمد ، وغالباً ما تكون غزيرة جداً. لمعرفة المزيد عن هذه الظاهرة، يمكنك الرجوع إلى قسم الأمطار الحملية.
كيفية قياس هطول الأمطار
لقياس كمية المطر أو الثلج الذي سقط في منطقة معينة وفي فترة زمنية معينة ، يوجد مقياس للمطر. إنه نوع من الزجاج العميق على شكل قمع يرسل المياه المجمعة إلى حاوية متدرجة حيث يتراكم إجمالي كمية الأمطار التي تسقط.
اعتمادًا على مكان وجود مقياس المطر ، قد تكون هناك عوامل خارجية تغير القياس الصحيح لهطول الأمطار. يمكن أن تكون هذه الأخطاء كما يلي:
- نقص البيانات: يمكن إكمال السلسلة من خلال الارتباط مع المحطات المجاورة الأخرى التي لها حالة طبوغرافية مماثلة وتقع في مناطق متجانسة مناخياً.
- أخطاء عرضية: خطأ عشوائي ، تظهر بيانات محددة خطأ ولكنها لا تكرر نفسها (سقط بعض الماء أثناء القياس ، وأخطاء الطباعة ، وما إلى ذلك). يصعب اكتشافها على الرغم من أن الخطأ المعزول لن يؤثر على دراسة عامة بقيم فترة طويلة.
- أخطاء منهجية: تؤثر على جميع بيانات المحطة خلال فترة زمنية معينة ودائمًا في نفس الاتجاه (على سبيل المثال ، موقع المحطة السيئ ، استخدام تحقيقات غير مناسبة ، تغيير موقع المحطة ، تغيير المراقب ، الحالة السيئة للمحطة جهاز).
لمنع قطرات المطر من التناثر على الحافة الخارجية لمقياس المطر، صُمم بحواف مشطوفة. كما طُلي باللون الأبيض لتقليل امتصاص الإشعاع الشمسي والحد من التبخر . وإذا صُممت القناة التي يسقط الماء من خلالها إلى الحاوية ضيقة وعميقة، تقل كمية الماء المتبخرة، مما يجعل قياس إجمالي الهطول أقرب ما يمكن إلى الكمية الفعلية.
في المناطق الجبلية ، حيث يكون من الشائع أن يكون هطول الأمطار في شكل صلب (ثلج) أو أن تنخفض درجات الحرارة إلى ما دون نقطة تجمد الماء ، عادةً ما يتم تضمين بعض أنواع المنتجات (عادةً كلوريد الكالسيوم اللامائي) في الرواسب تتمثل وظيفتها في تقليل قيمة درجة الحرارة التي يتجمد عندها الماء.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن موضع مقياس المطر يمكن أن يؤثر على قياسه. على سبيل المثال ، إذا قمنا بوضعه بالقرب من المباني أو بالقرب من الأشجار.
يُقاس حجم مياه الأمطار المُجمّعة باللترات لكل متر مربع (لتر/م²) ، أو ما يُعادلها بالملليمترات (مم). يُمثل هذا القياس ارتفاع طبقة الماء، بالملليمترات، التي ستصل إليها إذا غطت سطحًا أفقيًا مساحته متر مربع واحد.
باستخدام هذه المعلومات ، ستكون قادرًا على معرفة المزيد عن الأمطار وأنواع الأمطار وفهم أفضل لرجل الطقس.
