الفرق بين الكتلة الهوائية والجبهه الهوائية

الفرق بين الجبهات والكتل الهوائية

كل من الجبهات والكتل الهوائية أمور هامة في الطقس والكتلة الهوائية هي هيئة من الهواء مع درجة الحرارة ونسبة الرطوبة ثابتة نسبيا على ارتفاع كبير ، تغطي الكتل الهوائية عادة مئات أو آلاف أو ملايين الكيلومترات المربعة ، أما الجبهة هي الحد الذي تلتقي عنده كتلتان هوائيتان مختلفتان في درجات الحرارة ومحتوى الرطوبة ، تم تقدير دور الكتل الهوائية والجبهات في تطوير أنظمة الطقس لأول مرة من قبل الأب والابن النرويجيين فريق فيلهلم وجاكوب بيركنيس في عشرينيات القرن الماضي ، اليوم ، لا تزال هاتان الظاهرتان تدرسان بشكل مكثف كمنبئين لأنماط الطقس في المستقبل.

الكتل الهوائية 

مصادر الكتل الهوائية

تتشكل الكتل الهوائية عندما يستقر جسم من الهواء على مساحة كبيرة بما يكفي لتحمل درجة حرارة ورطوبة الأرض أو الماء تحتها ، بعض المواقع على الأرض ” سطح الصورة تمتلك خصائص الطبوغرافية أن التنمية لصالح الكتل الهوائية ، أهم سمتين من هذه الخصائص هي الانتظام الطبوغرافي واستقرار الغلاف الجوي.

تغطي الصحاري والسهول والمحيطات عادةً مساحات كبيرة وتحتوي على عدد قليل نسبيًا من المخالفات الطبوغرافية ، في مثل هذه المناطق ، يمكن أن تتراكم كتل كبيرة من الهواء دون أن تتكسر بفعل الجبال ، وواجهات الأرض / الماء ، وغيرها من الميزات التي قد تزعج الكتلة الهوائية ، كما أن عدم وجود رياح قوية يساعد على تطوير كتلة هوائية وبالتالي ، لا يمكن أن تتطور الكتل الهوائية بسهولة في المناطق التي تنتشر فيها العواصف الإعصارية أو المضادة.

تصنيف الكتل الهوائية

يعكس النظام الذي يتم من خلاله تصنيف الكتل الهوائية حقيقة أن بعض المواقع تتمتع بالظروف الطبوغرافية والجوية التي تدعم تطور الكتلة الهوائية. يستخدم هذا النظام حرفين لتعيين الكتلة الهوائية، حيث يشير الحرف الأول، المكتوب بأحرف كبيرة، إلى خطوط العرض التقريبية (وبالتالي درجة الحرارة) للمنطقة: A للقطب الشمالي، و P للقطب الجنوبي، و E للمناطق الاستوائية، و T للمناطق الشعاعية.

الاختلافات بين القطب الشمالي والقطب الجنوبي من جهة، وبين الاستوائي والاستوائي من جهة أخرى، معتدلة نسبيا. المصطلحان الأولان (القطب الشمالي والقطب الجنوبي) يشيران إلى كتل الهواء الباردة، بينما المصطلحان الثانيان (الاستوائي والاستوائي) يشيران إلى كتل الهواء الدافئة. الحرف الثاني، المكتوب بأحرف صغيرة، يشير إلى ما إذا كانت الكتلة الهوائية تتشكل فوق اليابسة أو فوق البحر. وبالتالي، تعكس الكمية النسبية للرطوبة في الكتلة.

التسميتان c وm تُستخدم للإشارة إلى الكتلة الجوية القارية (الأرضية) والكتلة الهوائية البحرية (المائية) على التوالي، ومن ثم يتم دمج الحروف لتحديد درجة حرارة ورطوبة الكتلة الهوائية.

منطقة واحدة تُعَدُّ مصدرًا للكتل الهوائية القطبية الشمالية، وهي شمال معظم أجزاء من ألاسكا وكندا وغرينلاند. وبالتالي، تُحدَّد الكتل الهوائية التي تتشكل في هذه المنطقة باسم `cA`، وهي الكتل الهوائية القطبية الشمالية القارية.

بالمثل، تتشكل الكتل الهوائية التي تطورت فوق خليج المكسيك، وهي منطقة مصدر للكتل الهوائية المدارية البحرية، على أنها كتل هوائية mT (استوائية بحرية)، وهذا أحد أنواع الكتل الهوائية

خصائص الكتل الهوائية

حركة الكتل الهوائية عبر الأرض هي عنصر هام من عناصر الطقس التي تطور في المنطقة ، على سبيل المثال تهيمن على أنماط الطقس في أمريكا الشمالية إلى حد كبير حركة حوالي نصف دزينة من الكتل الهوائية التي تسافر عبر القارة بشكل منتظم ، اثنان من هذه الكتل الهوائية هما أنظمة cP و cA التي نشأت في ألاسكا ووسط كندا ، وتكتسح شمال الولايات المتحدة خلال أشهر الشتاء ، تجلب هذه الكتل الهوائية درجات حرارة منخفضة ورياحًا قوية وهطولًا غزيرًا ، مثل العواصف الثلجية الشائعة في ولايات البحيرات العظمى ونيو إنجلاند ، اسم ” Siberian Express “تستخدم أحيانًا لوصف بعض أشد العواصف التي تنشأ من هذه الكتل الهوائية cP و cA.

تنتقل الكتل الهوائية من الجنوب عبر خليج المكسيك ومنطقة البحر الكاريبي وغرب المحيط الأطلسي شمالا عبر الولايات الجنوبية، مما يتسبب في طقس حار ورطب غالبا ما يكون مصحوبا بعواصف رعدية في الصيف. يتأثر الطقس على طول الساحل الغربي لأمريكا الشمالية بشدة بالكتل الهوائية mP التي تتدفق عبر المنطقة من شمال المحيط الهادئ. تنشأ هذه الكتل كتل هوائية cP فوق سيبيريا، ولكن يتم تعديلها إلى كتل mP أثناء تحركها فوق المحيط الهادئ وزيادة رطوبتها. عندما تصل كتلة الهواء الباردة إلى الساحل الغربي لأمريكا الشمالية، تتسبب في هطول أمطار متفرقة، وفي المناطق الشمالية تسقط الثلوج.

الجبهات الهوائية 

تم اقتراح مصطلح ” الجبهة ” من قبل Bjerkneses لأن اصطدام كتلتين جويتين ذكرهما بجبهة القتال أثناء عملية عسكرية ، تتطور الجبهات عندما تتلامس كتلتان هوائيتان بدرجات حرارة مختلفة ، وفي معظم الحالات ، محتويات رطوبة مختلفة مع بعضها البعض ، تعتمد النتيجة على درجة الحرارة النسبية ومحتوى الرطوبة للكتلتين الهوائيتين والحركة النسبية للكتلتين.

عندما يتحرك كتلة من الهواء البارد على سطح الأرض، فإنها تصادف كتلة هوائية دافئة، ونظرا لأن الكتلة الهوائية الباردة أكثر كثافة، فقد يجبر طريقها تحت الكتلة الهوائية الدافئة التي هي أخف وزنا، وتتشكل حدود بين هاتين الكتلتين الهوائيتين جبهة باردة. وتترافق الجبهات الباردة عموما مع انخفاض في الضغط الجوي وتطور السحب التراكمية الكبيرة التي تجلب الأمطار والعواصف الرعدية. يتم تمثيل الجبهات الباردة في خرائط الطقس بخطوط صلبة ومثلثات صلبة على مسافات منتظمة على طولها، وتوضح المثلثات الاتجاه الذي تتحرك فيه الجبهة الباردة .

الحالة المعاكسة هي الحالة التي تقترب فيها كتلة هوائية دافئة ثم تنزلق فوق كتلة هوائية باردة. تشكلت الحدود في هذه الحالة جبهة دافئة ، عندما تتلامس كتلة الهواء الدافئ مع كتلة الهواء البارد ، يتم تبريدها وتتكثف بعض الرطوبة الموجودة بداخلها لتشكيل السحب ، في معظم الحالات ، تكون الغيوم الأولى التي تظهر هي السحب الرقيقة العالية ، تليها في وقت لاحق غيوم ستراتوس وسحب نيمبوستراتوس ، تظهر الجبهات الدافئة على خرائط الطقس كخطوط متصلة متصلة بنصف دوائر صلبة ، يوضح الاتجاه الذي تشير إليه نصف الدوائر الاتجاه الذي تتحرك فيه الجبهة الدافئة.

تصنيف الجبهات الهوائية 

يمكن دراسة الجبهات تحت الأنواع التالية بناءً على آلية تكوينها والطقس المصاحب

• الجبهة الباردة

تتشكل الجبهة الباردة عندما تحل كتلة هواء بارد محل كتلة هواء دافئة بالتقدم إليها ورفعها لأعلى، أو عندما ينخفض الضغط لدرجة تجعل كتلة الهواء الدافئ تتراجع وتحل محل كتلة الهواء البارد. في هذه الحالة، تكون المنطقة الانتقالية بينهما جبهة باردة 

يعتمد الطقس على طول هذه الجبهة على الهيكل الرأسي للكتلة الهوائية المرتفعة ، ولكنه يرتبط عمومًا بنطاق ضيق من الغيوم وهطول الأمطار ، يتميز الاقتراب من الجبهة الباردة بزيادة نشاط الرياح في القطاع الدافئ وظهور السحب الرقيقة ، تليها حالة تراكمية منخفضة ، وأكثر كثافة ، وإطار علوي.

• الجبهة الدافئة

هذا في الواقع سطح أمامي مائل، مع منحدر يتراوح بين 1:100 و 1:200. يحدث حركة نشطة للهواء الدافئ فوق الهواء البارد، وعندما يتحرك الهواء الدافئ صعودا على المنحدر، يتكثف ويسبب هطول الأمطار. وعلى عكس الجبهة الباردة، تتغير درجة الحرارة واتجاه الرياح تدريجيا. وبهذا النهج، يكون التسلسل الهرمي للسحب هو cirrus و stratus و nimbus.

• الجبهة المسدودة

يتشكل الجبهة الباردة عندما تتقدم كتلة هواء بارد على كتلة هوائية دافئة وتحل محلها، مما يؤدي إلى تقليل القطاع الدافئ واستبداله بالكامل بالهواء البارد في الأسفل.

وبالتالي، تتشكل جبهة مسدودة طويلة تتأرجح للخلف، ويمكن أن تكون من النوع الأمامي الدافئ أو الانسداد من النوع الأمامي البارد. وتتميز الأحوال الجوية على طول الجبهة المغطاة بمزيج معقد من النوع الأمامي البارد والأمامي الدافئ، وهذه الجبهات شائعة في غرب أوروبا.

• الجبهة الثابتة

عندما لا يتغير الوضع السطحي للواجهة ، فإن الهواء يتحرك بشكل متواز على جانبي المقدمة ، مما يسبب هطولا أماميا بسبب دفع الهواء الدافئ على طول هذه الجبهة ، وهذه تسمى جبهة ثابتة وهي واحدة من أهم أنواع الجبهات الهوائية