كيف يتحول الطقس ويتغير
الدورة العامة للغلاف الجوي
الدورة العامة للغلاف الجوي. تعتمد هذه الدورة إلى حد كبير على الطريقة التي تسقط بها أشعة الشمس على أجزاء الأرض المختلفة؛ فحين تسقط عمودية تقريبًا عند خط الاستواء، فإن خط الاستواء يكون حارًا دائما وذا منطقة ضغط منخفض، وعندما تسقط على بقية أنحاء الأرض بزوايا مختلفة، فالزاوية الأكثر حدة تتكون عند القطبين الشمالي والجنوبي، ومن ثم يتلقى القطبان حرارة أقل، وهما منطقتا ضغط مرتفع.
وفي حالة عدم دوران الأرض تتجه الرياح مباشرة من منطقة الضغط المرتفع عند القطبين إلى منطقة الضغط المنخفض عند خط الاستواء، ويتحرك الهواء البارد القادم من القطبين أسفل هواء خط الاستواء الدافئ، ويدفعه إلى أعلى، فيتجه نحو القطبين. وتستمر حركة الهواء بين القطبين وخط الاستواء على هذا النحو بصفة دائمة.
ولكن يمنع دوران الأرض الرياح القادمة من القطبين وخط الاستواء من الاتجاه مباشرة نحو الشمال أو الجنوب. ونتيجة لدوران الأرض من الغرب إلى الشرق، تبدو الرياح التي تهب نحو خط الاستواء وكأنها تأخذ شكلاً منحنيًا نحو الغرب، في حين أن الرياح التي تبتعد عن خط الاستواء، تبدو وكأنها تأخذ شكلاً منحنيًا نحو الشرق. ويسمى هذا الأمر مفعول كريوليس. انظر: كريوليس، مفعول. ونتيجة لمفعول كريوليس، تتكون دورة الغلاف الجوي العامة من الرياح التي تدور حول الأرض في نطاقات عريضة. وهناك ستة نطاقات من هذه الرياح السائدة، ثلاثة في نصف الكرة الشمالي، وثلاثة في نصف الكرة الجنوبي. وتعرف بالرياح التجارية، و الرياح الغربية السائدة، والرياح القطبية الشرقية.
تهب الرياح التجارية نحو خط الاستواء. ولما كانت منطقة خط الاستواء حارة جدًا، فإن الهواء الذي يعلوها يتصاعد بصفة دائمة، وعندما يتصاعد الهواء، تأتي الرياح التجارية من الشمال والجنوب لتحل محله. وبسبب مفعول كريوليس تبدو الرياح التجارية وكأنها تهب من جهة الشرق، ونتيجة لدوران الأرض، يتحرك الطقس في منطقة الرياح التجارية من الشرق إلى الغرب. وتلتقي الرياح التجارية القادمة من الشمال والجنوب بالقرب من خط الاستواء في منطقة تسمى حزام النسيم الهادئ. وعادة ما يكون حزام النسيم الهادئ هادئًا، لكنه ممطر إلى حدكبير، وقد تجتاحه أحياناً رياح عاصفة على فترات.
وتهب الرياح الغربية السائدة إلى الشمال من الرياح التجارية في نصف الكرة الشمالي، وإلى الجنوب منها في نصف الكرة الجنوبي، وتبتعد عن خط الاستواء، وتبدو كأنها تهب من الغرب بسبب مفعول كريوليس، ويتحرك الطقس في منطقة الرياح الغربية السائدة من الغرب إلى الشرق.
وهناك منطقة تسمى عروض الخيل، تفصل بين الرياح الغربية السائدة والرياح التجارية. لأن هذه الرياح ـ الغربية السائدة والتجارية ـ يتباعد كل منهما عن الآخر، لذا فإن الهواء في منطقة عروض الخيل يتحرك إلى أسفل لملء الفراغ. والرياح في عروض الخيل عادة خفيفة السرعة. وربما أطلق البحارة الأسبان هذا الاسم على هذه المنطقة لأنهم كانوا يجلبون الخيول إلى أمريكا في القرن السابع عشر الميلادي. وبسبب ضعف رياحها كانت سفن كثيرة من سفنهم الشراعية تتوقف في هذه المنطقة مدة طويلة، تنفد معها مياه الخيول فيضطرون إلى الإلقاء بها في مياه المحيط.
وتهب الرياح القطبية من القطبين الشمالي والجنوبي. فالهواء الموجود على القطبين يهبط إلى أسفل لأنه بارد جدًا، وعندما يصل إلى الأرض، ينتشر ويتحرك نحو خط الاستواء، مكوَّنًا الرياح القطبية الشرقية. ويجعل مفعول كريوليس هذه الرياح تبدو وكأنها تهب من الشرق. ويتحرك الطقس في منطقة الرياح القطبية من الشرق إلى الغرب. وتلتقي الرياح القطبية والرياح الغربية السائدة عند الجبهة القطبية وهي منطقة غائمة ممطرة. ويوجد فوق الجبهة القطبية حزام من التيارات الغربية النفاثة على بعد حوالي 10-15كم فوق الأرض، وقد تزيد سرعة هذه التيارات على 320كم في الساعة
حالات جوية متطرفة سُجِّلت حول العالم
أعلى درجة حرارة رُصدت على سطح الأرض كانت 58°م في مدينة العزيزية بليبيا في يوم 13 ديسمبر 1922م.
أقل درجة حرارة رصدت على سطح الأرض كانت - 89,2°م في محطة فُوسْتُك بأنتاركتيكا في 21 يوليو عام 1983م.
أعلى ضغط جوي عند مستوى سطح البحر سُجِّل في أَجَاتَا فيما كان يعرف بالاتحاد السوفييتي في 31 ديسمبر عام 1968م، عندما وصل الضغط الجوي البارومتري إلى 81,31سم أو 108,4 كيلو باسكال.
أقل ضغط جوي عند سطح البحر قدر بـ 65,25سم أو 87كيلو باسكال، أثناء حدوث إعصار التايفون الاستوائي في بحر الفلبين في 12 أكتوبر عام 1979م.
أقوى سرعة للرياح تم قياسها على سطح الأرض سجلت على جبل وَاشِنْطن في نيوهامبشاير بالولايات المتحدة في 12 أبريل عام 1934م. وقد بلغت سرعة إحدى عواصف الرياح 372 كم في الساعة.
أشد الأماكن جفافًا على الأرض توجد في أَرِيكَا، في تشيلي حيث بلغ معدل كمية المطر السنوي خلال 59 عاما 0,76 ملم، ولم يسقط مطر قط في أريكا لمدة 14عامًا.
أغزر مطر سجل خلال 24 ساعة بلغ 186,99سم في 15 - 16 مارس عام 1952م في سِيلاَوس على جزيرة رِيونُيون بالمحيط الهندي. وأكبر كمية مطر هطلت في عام واحد كانت في تشَرَابُنجِي بالهند، إذ بلغت 2646,12 سم في الفترة من أغسطس 1860م إلى يوليو 1861م. وأكثر الأماكن مطرًا هو تُوتُونِنْدُو بكولومبيا حيث يبلغ معدل المطر السنوي 1177سم.
أكبر معدل لتساقط الثلوج سجل في 24 ساعة بلغ 193 سم، كان في سِلْفَرلِيْك في كولورادو بالولايات المتحدة في 14-15 أبريل عام 1921م. وأكبر معدل ثلوج سجل في شتاء واحد بلغ 2,850 سم وكان في رِيْنِيَرْ بَرادَايِزْ رِيْنْجَرَ سْتِيْشَنْ في ولاية واشنطن بالولايات المتحدة عامي 1971-1972م.
أكبر معدل لسقوط البَرَد سُجل في كوفيفيل، في كنساس بالولايات المتحدة في 3 سبتمبر عام 1970م، حيث بلغ قطر حبة البرد الواحدة 44,5 سم وبلغ وزنها 0,76كجم.
--------------------------------------------------------------------------------
نُظُم الضغط الجوي.
هي أنظمة الضغط المرتفع والضغط المنخفض التي تغطي منطقة كبيرة للغاية قد تصل مساحتها إلى 2,5 مليون كم². وتتشكل معظم نظم الضغط على طول الجبهة القطبية. وهناك تهب الرياح القطبية الباردة والرياح الغربية السائدة الأكثر دفئًا محاذية كل منهما الأخرى مُكوَّنة رياحًا دوارة تسمى دوامات هوائية. وتحمل الرياح الغربية تلك الدوامات إلى الشرق. وهناك نوعان من هذه الدوامات: الأعاصير الحلزونية والأعاصير الحلزونية المضادة.
والأعاصير الحلزونية التي تكونها الدوامات ليست هي نفس العواصف المعروفة بالأعاصير المدمرة. فرياح الدوامات التي تكوِّن الأعاصير الحلزونية تدور إلى الداخل نحو مركز الضغط المنخفض، مكونة الإعصار الحلزوني ومنطقة ضغط منخفض. ونتيجة لدوران الأرض، تتحرك الرياح المصاحبة للأعاصير التي تتشكل شمالي خط الاستواء باتجاه مضاد لحركة عقارب الساعة. أما الأعاصير الحلزونية التي تتشكل جنوب خط الاستواء فتتحرك الرياح المصاحبة لها باتجاه حركة عقارب الساعة. وفي أمريكا الشمالية، تقترب الأعاصير الحلزونية عمومًا من الرياح، فتجلب معها عادة السحب وتساقط المطر أو الثلج.
وتدور الرياح المصاحبة للأعاصير الحلزونية المضادة نحو الخارج حول مركز الضغط المرتفع، مكونة نظام ضغط مرتفع، وتتحرك هذه الرياح باتجاه حركة عقارب الساعة شمال خط الاستواء، وتدور باتجاه مضاد لحركة عقارب الساعة جنوبه. وتأتي الأعاصير الحلزونية المضادة بعد الأعاصير الحلزونية فتجلب معها طقسًا جافًا، تصحبه رياح خفيفة.
الكتل الهوائية. هي كميات هائلة من الهواء تتكون فوق مناطق درجة حرارتها ثابتة إلى حد ما، فتكتسب درجة حرارة هذه المناطق. وقد تغطي الكتل الهوائية مساحة تصل إلى 13 مليون كم².
وتبعث الدورة العامة للغلاف الجوي بصفة مستمرة كتلاً هوائية من منطقة إلى أخرى، فتكتسب درجة حرارة المنطقة التي تتحرك فوقها، لكن ذلك يتم ببطء شديد بسبب كبر حجمها. وتؤثر الكتلة الهوائية على طقس المنطقة إلى أن تتمكن هذه المنطقة من تغيير تلك الكتلة الهوائية تغييرًا جوهريًا.
وهناك أربعة أنواع رئيسية من الكتل الهوائية :1ـ قطبية قارية، 2ـ مدارية قارية، 3ـ قطبية بحرية، 4ـ مدارية بحرية. والكتل الهوائية القطبية القارية باردة ـ جافة وتتشكل على مناطق مثل جرينلاند، وشمالي كندا، والأجزاء المتطرفة شمالي آسيا وأوروبا. أما الكتل الهوائية المدارية القارية فهي حارة جافة، وتتشكل على مناطق مثل شمالي إفريقيا وشمالي أستراليا. والكتل الهوائية القطبية البحرية رطبة معتدلة البرودة، وتتشكل على الأجزاء الشمالية والجنوبية من المحيطين الهادئ والأطلسي، أما الكتل الهوائية المدارية البحرية فرطبة دافئة، وتتشكل على أواسط المحيطين الهادئ والأطلسي وعلى المحيط الهندي.
الجبهات الهوائية. عندما تلتقي كتلة هواء بارد مع كتلة هواء دافئ، فإنهما يكوِّنان منطقة تسمى جبهة. وهناك نوعان رئيسيان من الجبهات: جبهات باردة وجبهات دافئة. وفي حالة الجبهة الباردة، تتحرك كتلة متقدمة من الهواء البارد تحت كتلة من الهواء الدافئ الذي يُزاح إلى أعلى، ويحل محله الهواء البارد عند مستوى سطح الأرض.
وتحدث معظم التغيرات الجوية على طول الجبهات الهوائية. وتعتمد حركة الجبهات على طبيعة تكوين نظم الضغط الجوي. فالأعاصير الحلزونية تدفع الجبهات إلى الأمام بسرعة 32-48كم في الساعة، في حين تهب الأعاصير الحلزونية المضادة على المنطقة بعد أن تكون الجبهة الهوائية قد تجاوزتها.
وتُحدِث الجبهات الباردة تغيرات مفاجئة في الطقس. ويعتمد نوع التغيرات إلى حد كبير على كمية الرطوبة في الهواء الذي تجري إزاحته، فقد تجلب الجبهة طقسًا غائمًا جزئيًا، لكن دون تساقط إذا كان الهواء جافًا، أما إذا كان رطبًا، فقد تتشكل سحب كبيرة تجلب المطر والثلج. ويكون التساقط الذي تحدثه معظم الجبهات الباردة كثيفا، إلا أنه لا يستمر طويلاً، وقد تجلب أيضًا رياحًا شديدة. ويُحدِث مرور معظم الجبهات الباردة هبوطًا حادًا في درجة الحرارة، وتصفو السماء بسرعة، وتقل الرطوبة.
وتُحدِث الجبهات الدافئة تغيرات تدريجية في الطقس أكثر من الجبهات الباردة. وتعتمد هذه التغيرات أساسًا على رطوبة كتلة الهواء الدافئ المتقدمة، فقد تتكون سحب خفيفة. ويكون التساقط قليلاً أو معدومًا إذا كان الهواء جافًا، أما إذا كان الهواء رطبًا، فإن السماء تصبح رمادية اللون، وقد يسقط مطر خفيف منتظم أو ثلج لعدة أيام، وفي بعض الحالات يتكون ضباب كثيف. وعادة ما يصحب الجبهات الدافئة ارتفاع حاد في درجة الحرارة، وتصفو السماء، وتزداد الرطوبة.
وتتحرك الجبهات الباردة أسرع من الجبهات الدافئة بمعدل الضِّعف تقريبًا. نتيجة لذلك، غالبًا ما تلحق الجبهات الباردة بالجبهات الدافئة. وعندما تصل جبهة باردة إلى جبهة دافئة تشكل جبهة منتهية. وهناك نوعان من الجبهات المنتهية: جبهات باردة منتهية و جبهات دافئة منتهية. في الجبهة الباردة المنتهية، يكون الهواء خلف الجبهة الباردة أبرد من الهواء أمام الجبهة الدافئة. ويشبه جو الجبهة الباردة المنتهية جو الجبهة الباردة. وفي حالة الجبهة الدافئة المنتهية يكون الهواء خلف الجبهة الباردة أكثر دفئا من الهواء أمام الجبهة الدافئة. ويشبه جو الجبهة الدافئة المنتهية جو الجبهة الدافئة. لكن الجو الذي تحدثه الجبهات المنتهية أقل تطرفا من الجو الذي تحدثه الجبهات الباردة والجبهات الدافئة.
وتَحدث جبهة من نوع آخر عندما تلتقي كتلة هوائية باردة بكتلة هوائية دافئة، لكنهما يتحركان حينئذ قليلا. وتُسمى مثل هذه الجبهة جبهة رابضة (مستقرة)، وقد تظل فوق منطقة ما لعدة أيام. وعادة ما يكون طقس الجبهة الرابضة معتدلاً.
--------------------------------------------------------------------------------