معلومات عن مظاهر التكاثف

تتحول كميات كبيرة من الغازات في الجو إلى حالة سائلة ثم حالة صلبة عن طريق ظاهرة التكاثف، ويمكن أيضا تحويل الغازات إلى حالة صلبة مباشرة عن طريق التسام، وظاهرة التكاثف هي تحول بخار الماء في الهواء من حالة الغازية إلى حالة سائلة أو صلبة يمكن رؤيتها بالعين المجردة.

أمثلة على ظاهرة التكاثف

1- عندما ينخفض درجة حرارة الهواء إلى نقطة التجمد أو نقطة الندى، وهي قرب سطح الأرض، يتعرض بخار الماء الموجود في الهواء للتكاثف ويمكن أن يتشكل بأشكال مختلفة مثل الصقيع أو الندى أو الضباب بأنواعه المتعددة.

عندما تنخفض درجة حرارة الهواء عند المستويات المرتفعة من سطح الأرض، يتعرض بخار الماء الموجود في الهواء لعمليات تكاثف تدريجية وفجائية، مما يؤدي إلى تشكل أشكال مختلفة للهواء مثل الثلج والمطر والسحب والبرد.

مظاهر التكاثف في الهواء القريب مِن سطح الأرض

1- الندى dew

الندى هو تكاثف قطرات من الماء في الغالب يلاحظ في الصباح الباكر على أسطح الحدائق الأكثر برودة أو أوراق النباتات أو زجاج السيارات والنوافذ وغيرها من الأجسام الصلبة المعرضة للجو، وذلك نتيجة لتكاثف بخار الماء في الهواء القريب منها. يحدث هذا عندما ينخفض مستوى حرارة تلك الأجسام خلال الليل إلى نقطة الندى (درجة الصفر المئوية) المميزة للهواء المجاور لها.

يتأثر تشكل الندى بخلو الجو من السحب في الليل وصفاء الجو، وعلى الرغم من عدم فائدته في المناطق الرطبة، إلا أنه يلعب دورا مهما في التسريع من نمو النباتات والأعشاب في المناطق الجافة والحارة.

2- الصقيع frost

مِن حيث مواقع وأوقات تكون الصقيع فإنه يُشابه تماماً الندى، ويتألف الصقيع مِن بلورات ثلج صغيرة تتكون نتيجة إنخفاض درجة حرارة الهواء الملامس لسطح الأرض ووصوله لدرجات متدنية عن الصفر المئوي وفي الغالب يحدث هذا الإنخفاض بشكل مفاجيء حيث تتجمد غازات الجو الملامسة لسطح الأجسام المعدنية القريبة مِن سطح الأرض بشكل مباشر وهو ما يُعرف بإسم عملية التسام.

3- الضباب Fog

الضباب يتكون من ذرات مائية ذات وزن خفيف تطفو في الهواء، وتصبح أثقل عندما تقترب من سطح الأرض، وفي بعض الأحيان يتحول الضباب إلى شبورة mist ويتلاشى بسرعة عندما تشرق الشمس.

مظاهر التكاثف في الهواء المرتفع عن سطح الأرض

عندما يزداد بخار الماء في الهواء المتواجد عاليا حتى يصل إلى درجة التشبع، أي أن الرطوبة فيه تكون 100%، يتعرض هذا الهواء لعملية تكاثف متعددة تنتج عنها بعض مظاهر التكاثف مثل البرد والسحب والثلج والمطر، وعادة ما تسقط هذه المظاهر على سطح الأرض، وتعرف هذه العملية بمصطلح التساقط أو الهطول.

1- البرد Hail

البرد هو تكوين كروي من الثلج يتراوح قطره عادة حوالي 1.5 سم، وفي بعض الحالات يمكن أن يكون أكبر من ذلك وصولا إلى 10 سم. يتكون البرد بشكل أساسي نتيجة لحركة الرياح العمودية القوية في المناطق التي تشهد صعودا قويا للهواء، وبالتالي يزداد تكوين البرد بشكل كبير في السحب الركامية “كيومولونيمبوس.

2- الثلج Snow

يحدث تكون الثلج بسبب تجمد بخار الماء في الجو العلوي، ويظهر عادة على شكل جسم صلب، وذلك عندما ينخفض درجة حرارة الجو إلى درجة التجمد، كما يمكن تكون الثلج عن طريق التسام، ويمكن أن تختلط بلورات الثلج مع ماء المطر، ويمكن لقطرات المطر أيضا أن تتجمد عند سقوطها في المناطق الباردة.

عند بداية تساقط الثلج، يكون الثلج عبارة عن قشور هشة ذات وزن خفيف تتطاير في الجو مثل القطن المندوف. عندما يتراكم الثلج فوق بعضه البعض، يتعرض للضغط ويصبح متماسكا بشدة حتى يصبح صلبا جدا، وفي هذه الحالة يعرف بالجليد أو الثلج المتجمد .

3- المطر rain

يعد المطر واحدا من أهم مظاهر تكاثف بخار الماء في الهواء، وذلك لارتباطه الوثيق بجميع أنواع الحياة على سطح الأرض. تتساقط قطرات الماء على شكل مطر فقط إذا انخفضت درجة حرارة الهواء لما دون نقطة الندى، أي لما دون الصفر المئوي. وفي هذه الحالة، يتحول بخار الماء إلى ذرات ماء دقيقة تتجمع على شكل سحب، ويزداد حجمها وحجم الذرات تدريجيا، وحينما يصبح حجمها كبيرا جدا لا يستطيع الهواء حملها فيسقط المطر على شكل قطرات.