ما الذي يسبب الرياح؟
كيف ينتج التسخين غير المتكافئ لكوكبنا كل شيء من نسيم لطيف إلى عاصفة بحرية عاتية
يتكون الغلاف الجوي للأرض من خمس طبقات رئيسية. من الأقرب إلى الأبعد عن سطح الأرض، نجد طبقات التروبوسفير Troposphere والستراتوسفير Stratosphere والميزوسفير Mesosphere والثيرموسفير Thermosphere والإكسوسفير .Exosphereويكون الهواء أرق مع زيادة المسافة من سطح الكوكب، لكن كل طبقة من طبقات الغلاف الجوي هذه تظهر اضطراباً .Turbulence تحرّك جزيئات الهواء رأسياً وأفقياً باستمرار؛ يُعرف هذا الاضطراب أيضاً بالريح .Wind تكون الرياح التي نشهدها عندما نتجول بالخارج في طبقة التروبوسفير، وقد تتباين بشدة من حيث الحرارة والقوة. لكن ما الذي يجعل هذه الجزيئات الصغيرة تتحرك بكل هذا العنف والتناغم، بحيث يكون الشعور بالرياح التي تضرب الجلد بقوة صفعة على الوجه؟
يغير الهواء موقعه في الغلاف الجوي مع تغير ضغطه. عندما تكتسب جسيماته الحرارة- والطاقة- فإنها تتحرك بمعدل أكبر، مما يخلق فجوات أكبر بين الجسيمات ويقلل من الكثافة. يؤدي هذا إلى ارتفاع الهواء الدافئ فوق الجزيئات الأعلى كثافة وينشئ تدفقات من الهواء.
الضغط الجوي للأرض ليس متجانساً، لذا فإن الغلاف الجوي لا يظل ثابتاً أبداً. كلما ابتعدت عن خط الاستواء، انخفض ضغط الهواء على الارتفاع نفسه. فالرياح التي تهب بسبب هذه الاختلافات تسمى الرياح الكوكبية Planetary أو الرياح السائدة .Prevailing Winds أما الرياح الأخرى، وغير الدائمة، فناتجة من التغيرات في المواسم، وتسمى الرياح الدوريةPeriodic winds ، إضافة إلى الرياح الناتجة من الطقس والتضاريس المحلية.
قد تكون الرياح العاتية مهددة للحياة ومدمرة للأشجار والمباني، لكن وجود الرياح يفيد الكوكب أيضاً. في طبقات مختلفة من الغلاف الجوي، يتوزع بخار الماء والطاقة والمواد الأخرى عن طريق الهواء المتحرك. فعلى مستوى الأرض، تحافظ هذه الحركة على برودة الأشخاص والحيوانات، وتوزع بذور النباتات وتولد الطاقة الكهربائية المتجددة.
كيف يتنبأ خبراء الأرصاد الجوية بالرياح ويقيسونها
عند التنبؤ بالطقس في المستقبل، يعتمد خبراء الأرصاد الجوية على مجموعة متنوعة من الأدوات لجمع بيانات واسعة النطاق حول الغلاف الجوي. ويمكن للأقمار الاصطناعية تتبع حركة السحب عن طريق التقاط سلسلة من الصور. من هذه المعلومات، يمكن للخبراء التنبؤ بمكان انتقال الرياح لاحقاً. يمكن استخدام العديد من الأدوات لجمع البيانات حول الرياح. مقاييس شدة الرياح القدحية Cup anemometers هي أدوات تدور بمعدلات تتناسب مع سرعة الرياح. ولتحقيق ذلك، تثبّت أقداح مخروطية مصممة خصيصاً بمحور الجهاز حتى تهب الرياح باتجاهها. فعندما يحدث هذا، تدور الأقداح. نظراً لأن شدة الرياح قد تتغير بسرعة خلال فترات زمنية قصيرة، تُقاس على أنها متوسط سرعة واتجاه الرياح خلال فترة عشر دقائق. وتُعرَّف الريح بأنها عاصفة بحرية Gale عند بلوغ متوسط سرعة 39 ميلاً في الساعة خلال هذه الفترة.
مقياس بوفورت
ترتبط أرقام هذا المقياس بقوة الرياح
0: هادئ وساكن
Calm and still
أقل من ميل
في الساعة
يرتفع
الدخان عموديا
1: هواء خفيف
LIGHT AIR
من 1 إلى 3
أميال/ساعة
يمكن إظهار اتجاه الرياح من خلال انجراف الدخان.
يتسم البحر بالتموج.
2: نسيم خفيف
LIGHT BREEZE
من 4 إلى 7
أميال/ساعة
تحف الأوراق على الأشجار وتكون الرياح قوية بما يكفي لتحريك دوارات الرياح Wind vanes.
3: نسيم لطيف
GENTLE BREEZE
8 إلى 12 ميلاً/ساعة
تتحرك أغصان الأشجار باستمرار. ترفرف الأعلام الصغيرة في مهب الريح.
4: نسيم معتدل
MODERAT
E BREEZE
من 13 إلى 18 ميلاً/ساعة
يمكن أن يرتفع الغبار والأغصان الصغيرة. تتشكل أمواج صغيرة
في البحر.
5: نسيم نقي
FRESH BREEZE
من 19 إلى 24
ميلاً/ساعة
تتشكل أمواج متوسطة الحجم. تتأرجح
الأشجار الصغيرة.
6: نسيم قوي
STRONG
BREEZE
من 25 إلى 31
ميلاً/ساعة
تتحرك الأغصان الكبيرة وتتشكل أمواج كبيرة.
7: بالقرب من العاصفة
NEAR GALE
32 إلى 38
ميلاً/ساعة
يصبح السير عكس
الريح صعباً. ويُنفث
الزبد عبر البحر.
8: عاصفة بحرية
GALE
39 إلى 46
ميلاً/ساعة
الأغصان تتكسر
من الأشجار.
9: نوّة قوية
STRONG GALE
47 إلى 54
ميلاً/ساعة
قد تتلف المباني، مثل تطاير ألواح الأسقف.
10: عاصفة
STORM
55 إلى 63
ميلاً/ساعة
تُجتث الأشجار
من جذورها. تلحق أضرار بالمباني والمنشآت الأخرى.
11: عاصفة عنيفة
VIOLENT
STORM
64 إلى 72 ميلاً/ساعة
أضرار هيكلية واسعة النطاق. يغطي البحر زبد أبيض وتتكون أمواج ضخمة.
12: إعصار
HURRICANE
73+ ميلاً/ساعة
يملأ زبد ورذاذ المحيط الهواء. تحدث أضرار هيكلية جسيمة.
أعصف مناطق الأرض
في كل شتاء، تصل سرعة الرياح في القارة القطبية الجنوبية Antarctica إلى أكثر من 100 ميل/ساعة. تشهد القارة مثل هذه العواصف القوية نتيجة الرياح الهابطة Katabatic. وتنشأ الرياح الهابطة بسبب درجات الحرارة الشديدة البرودة في القارة القطبية الجنوبية. وينتقل الهواء البارد الكثيف الموجود فوق السطح الجليدي إلى أسفل باتجاه الساحل بسبب اختلاف الجاذبية والضغط بين الهواء الكثيف والهواء الرقيق. يعتبر خليج الكومنولث Commonwealth Bay، وهو منطقة ساحلية في القارة القطبية الجنوبية، أكثر مكان تعصف به الرياح على الأرض. في هذه المنطقة البالغ عرضها 37 ميلاً، تتحرك الرياح عادة بسرعة تزيد على 150 ميلاً/ساعة. بسبب الشكل الهلالي للخليج، تُجبر الرياح الهابطة المتوجهة إلى خليج الكومنولث على الدخول في مساحته الضيقة. يؤدي هذا إلى زيادة سرعة الرياح مع مرور الهواء، مما يساهم في متوسط سرعة الرياح السنوية للخليج، البالغة 50 ميلاً/ساعة.
5 حقائق
أنماط الرياح
1 التيارات النفاثة
للأرض أربعة تيارات نفاثة رئيسية. تهب هذه الرياح القوية والضيقة من الغرب إلى الشرق عبر الكرة الأرضية.
2 الأعاصير والأعاصير الحلزونية
تُنتج هذه العواصف الحلزونية الكبيرة رياحاً لا تقل سرعتها عن 74 ميل/ساعة. تتشكل هذه الأنظمة فوق المياه الدافئة وقد تتحرك فوق الأرض لتسبب الدمار.
3 الأعاصير القُمعية (التورنيدو)
تدور هذه الأعمدة الضيقة من الهواء بعنف. يمكن لرياح التورنادو التحرك بسرعة 200 ميل/ساعة وتربط العواصف الرعدية بالأرض.
4 العواصف الثلجية
عندما تحمل العواصف وتطلق كميات كبيرة من الثلوج، فإنها تُعرف بالعواصف الثلجية. إنها تقلل الرؤية بشكل كبير وتتجاوز سرعة الرياح فيها 35 ميلاً/ساعة.
5 الأعاصير المدارية (التيفون)
نمط الرياح هذا مشابه لإعصار، لكنه ينشأ في شمال غرب المحيط الهادي. اليابان والفليبين والصين هي أكبر الدول المتضررة من الأعاصير.
بقلم: إيلسا هارفي
