تعد السحب أو الغيوم المصدر الرئيسي للماء للكائنات الحية، ولذلك تهتم العلماء في جميع أنحاء العالم بفهم كيفية تشكل السحب والغيوم والبحث عن العوامل التي تساعد في تشكيلها، وكذلك البحث عن الأسباب التي تؤدي إلى تساقط الأمطار من هذه السحب والغيوم.
ما هو تعريف الغيوم
تعتبر الغيوم أو السحب تجمعا لقطرات الماء الصغيرة جدا في مساحة معينة من الغلاف الجوي، حيث يتحمل المتر المربع من الهواء مائة مليون قطرة من تلك القطرات الصغيرة.
تُظهر الدراسات أن الهطول المطري لا يُقْتَصِرُ على قطرات الماء فحسب، بل يمكن أن تَحْمِلَ ذرات الثلج أو البرد، والتي تُساهِم في خفض درجات الحرارة في الطبقات العليا من الغلاف الجوي.
كيفية وآلية تشكُل الغيوم
تتم عملية التبخر من جميع المسطحات المائية، مثل البحار والمحيطات والأنهار والبحيرات، بفعل العوامل الجوية والمناخية والرياح وأشعة الشمس.
تنتج الكائنات الحية بخار الماء، وخاصة النباتات، حيث تصل كمية الماء المتبخرة سنوياً من المسطحات المائية إلى عشرة آلاف مليار غالون، وينتج شجرة كبيرة واحدة ما يقارب مائة غالون من الماء يومياً لجو الأرض.
تعمل جميع العوامل السابقة على إنتاج بخار مائي غير مرئي في الجو، ولكن السؤال الذي يطرح نفسه هو: ما الذي يساعد على تكوين السحب التي نراها تطفو في السماء؟
تتمثل الإجابة في أن بخار الماء الغير مرئي يتواجد حولنا في الطبقات العليا من الغلاف الجوي، وكذلك توجد جزيئات أخرى متطايرة وغير مرئية من ذرات الغبار في تلك الطبقات العليا، وهذا ما يعرف بالهباء الجوي.
تلعب الرياح دورًا كبيرًا في حركة الهواء والرطوبة، وعندما تنخفض درجة الحرارة، تتجمع وتتلتصق بعض قطرات بخار الماء والهباء الجوي بسبب الاهتزازات التي تسببها الرياح.
يحدث تكثف قطرات الماء مع الهباء في الغلاف الجوي العلوي، وكلما زاد الارتفاع، تنخفض درجة الحرارة، وكلما انخفضت درجة الحرارة تزداد عملية التصاق قطرات الماء بالهباء.
بعد تكثيف البخار وكذلك معرفة كيفية التصاق قطرات الماء الغير مرئية ببعضها، هنا نبدأ في رؤية الغيوم، كما أن هناك عواملا أخرى تؤثر في عملية تشكل الغيوم، وهي أنه إذا تشبع الهواء بكميات كبيرة من البخار فسوف تتشكل الغيوم، حيث إن المواد الغازية والسائلة عند زيادة درجة حرارتها فإن قدرتها على إذابة المواد داخلها تزيد.
ونجد العكس صحيح فكلما انخفضت درجة حرارتها انها لن تتمكن من الاذابة، وحيث ان البخار هو عبارة عن ماء مذاب في الهواء، فان عملية التكثف في حال انخفاض درجة الحرارة تزداد، فنجد ان كمية الغيوم تعتمد على درجة الحرارة ودرجة الاشباع، وتعتبر هذه الاسباب الاساسية لتشكل الغيوم في الجو.
مراحل تكون السحاب ونزول المطر
حيث ان سقوط الامطار تمر بالمراحل الاتية:
– التبخر
إنها عملية تحويل الماء من حالته السائلة إلى الغازية عندما يرتفع مستوى حرارته، وتحدث هذه الظاهرة بشكل طبيعي في المسطحات المائية مثل المحيطات والأنهار والبحيرات عند ارتفاع درجة حرارتها بسبب أشعة الشمس.
ـ التكثف
هي عملية تحول الماء من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة، وذلك بسبب انخفاض درجات الحرارة، حيث يحدث ذلك في طبقة التروبوسفير، وأحيانا في طبقة الستراتوسفير.
عندما تصل قطرات الماء إلى هذه المنطقة، تبدأ درجة الحرارة في الانخفاض، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة جزيئات الماء، وبالتالي يتحول بخار الماء إلى سائل ويتكاثف الماء على شكل غيوم.
ـ هطول الامطار
بعد تكون السحب، تنتقل بواسطة التيارات الهوائية والرياح في السماء وتتحرك من مكان لآخر، وقد تنتقل رأسياً بناءً على كثافتها ووزنها.
وعندما تمر السحب او الغيوم بمناطق باردة فان جزيئات الماء تبدأ تلتصق مع بعضها، فتكون الجزيئات اكبر حجما، وان هذه الجزيئات بالنسبة للغيمة لا تكون مستقرة، وبسبب وزنها فتكون مهددة بسقوطها، فعند مرور الغيمة بمرتفعات عالية مثلا يحدث الهطول، ومن الممكن ان تتبلور هذه الجزيئات فتشكل بلورات ثلج، ونجد بذلك يتم حدوث المطر بكل اشكاله.
توجد أنواع مختلفة من المطر، بما في ذلك مطر التضاريس الذي تم ذكره، ومطر الأعاصير التي تحدث عند تصادم الغيوم، ومطر التيارات التصاعدية.
في العادة، يتبع تساقط الأمطار الجو المغبر بشكل كبير، وذلك لأن الجو المغبر يساعد ذرات الغبار على الوصول إلى الغيوم.
يؤدي تكثفجزيئات الماء حول النواة الموجودة إلى تساقطها بفعل وزن الماء والغبار معًا، ويُطلق على هذه الطريقة “طريقة الاستمطار”، حيث تقوم التيارات بنفث النوى التي تحتوي عادة على يوديد الفضة لتشكل نواة للأمطار.
أضرار الامطار
يظن الكثيرون أن الأمطار دائماً تأتي بالخير والفائدة، ولكن هناك أنواع من الأمطار التي لا تكون كذلك، حيث تشمل الفيضانات التي تحدث نتيجة هطول كميات كبيرة من المطر، والتي تؤدي إلى الدمار في المدن وتأثير سلبي على الحياة بشكل عام.
تسبب الأمطار المتواصلة على المناطق الجبلية والترابية في بعض الأحيان انهيارات أرضية، مما يؤدي إلى دفن المدن تحت الأتربة.
المطر الحمضي يحدث نتيجة سلوك الإنسان الخاطئ في إطلاق غازات سامة في الجو، مثل أكاسيد الكبريت والنيتروجين، والتي تنتج عن المصانع واحتراق الوقود.