حيث ان السحب او الغيوم تعتبر المصدر الرئيسي المائي للكائنات الحية، وبسبب ذلك فنجد جميع العلماء في جميع انحاء العالم، قد اهتموا على مر الزمان لفهم كيفية تشكل هذه السحب، وكذلك معرفة ما هي العوامل التي تؤدي وتساعد في تشكيلها، وكذلك البحث عن الاسباب التي تسبب تساقط الامطار من هذه السحب او الغيوم.
ما هو تعريف الغيوم
حيث ان الغيوم او السحب هي عبارة تجمع لقطرات الماء التي تكون صغيرة جدا وذلك في مساحة معينة في الغلاف الجوي، فنجد المتر المربع من الهواء يقوم بحمل مائة مليون قطرة من تلك القطرات الصغيرة.
ونجد ان هذا لا يقتصر على قطرات ماء فقط بل ممكن ان تحمل ذرات الثلج او البرد، والتي تؤدي وتكون سبب في تدني وخفض في درجات الحرارة في الطبقات العليا من الغلاف الجوي.
كيفية وآلية تشكُل الغيوم
حيث انه وبواسطة العوامل الجوية والمناخية، والرياح واشعة الشمس ، تتم عملية التبخر من جميع المسطحات المائية، مثل البحار والمحيطات والانهار والبحيرات.
كما ان الكائنات الحية تنتج كميات من بخار الماء وخصوصا النباتات، حيث تعد كمية المياه المتبخرة سنويا من المسطحات المائية تبلغ عشرة آلاف مليار غالون، ونجد ان شجرة كبيرة واحدة تنتج ما يقارب مائة غالون من الماء لجو الارض يوميا.
فنجد ان كل هذه العوامل، السابقة تعمل على انتاج الماء على هيئة بخار غير مرئي لجو الارض، ولكن نجد السؤال ما الذي يساعد على تشكل السحب التي نراها تسبح في السماء؟
تكمن الاجابة في، ان بخار الماء الغير مرئي يكون حولنا وذلك في الطبقات العليا من الغلاف الجوي، كذلك تكون هناك جزيئات اخرى متطايرة وغير مرئية من ذرات الغبار في تلك الطبقات العليا، وهي ما تعرف بالهباء الجوي.
فنجد ان للرياح دور كبير في تحريك الهباء الجوي وقطرات بخار الماء، فاذا اصبحت درجات الحرارة منخفض فعند اهتزاز هذه القطرات والهباء الجوي تتجمع وتلتصق بعضها البعض.
وهذا ما يكون في الغلاف الجوي الاعلى، فكلما زدنا في الارتفاع تنقص درجة الحرارة، حيث انه كلما انخفضت درجة الحرارة كلما زادت عملية التصاق قطرات الماء مع الهباء وتسمي هذه العملية بالتكثف.
بعد تكثف البخار وكذلك معرفية كيف تلتصق قطرات الماء الغير مرئية ببعضها، هنا نبدأ في رؤية الغيوم، كما انه هناك عوامل اخرى تؤثر في عملية تشكل عملية الغيوم، وهي انه اذا تشبع الهواء بكميات بخار فسوف تشكل الغيوم، حيث انه في علم الكيمياء، ان المواد الغازية والسائلة عندما تزيد درجة حرارتها فقدرتها على اذابة مواد 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
كما اوضحنا انها عملية تحول الماء من حالته السائلة الى الغازية وذلك لارتفاع درجة حرارته، ونجد انما يحدث للمياه فيكون نتيجة ارتفاع درجة حرارة المسطحات المائية كالمحيطات و الانهار والبحيرات بسبب حرارة الشمس.
ـ التكثف
وهي عملية تحول الماء من حالته الغازية الى السائلة، وذلك بسبب انخفاض درجات الحرارة، حيث تصل الى حد معين فيكون في طبقة التروبوسفير، وفي بعض الاحيان تصل لطبقة الستراتوسفير.
وعند وصول قطرات الماء لهذه المنطقة، فان درجة الحرارة تبدأ في الانخفاض، فتنخفض حرارة الماء ويكون معه انخفاض حرارة جزيئات الماء، فبالتالي يتم تحويل بخار الماء الى سائل، ويتكثف الماء على شكل غيوم.
ـ هطول الامطار
حيث انه وبعد تكون السحب فإنها بواسطة التيارات الهوائية والرياح تبدأ تتحرك في السماء فتنتقل من مكان لآخر، كما انه من الممكن ان تنتقل رأسيا على حسب 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.
ونجد للمطر انواع، مطر التضاريس الذي ذكرنها، ومطر الاعاصير عند تصادم الغيوم ببعضها، ومطر التيارات التصاعدية.
فنجد انه في الغالب ما يتبع الجو المغبر تساقط الامطار، وذلك لان الجو المغبر يؤدي لوصول ذرات الغبار للغيوم.
فيؤدي لتكثف جزيئات الماء فوق هذه النواة، وبالتالي يتم تساقطها بفعل وزن الماء والغبار معا، والطريقة هذه تسمى بطريقة الاستمطار، حيث انه تقوم التيارات بنفث الانوية التي تكون عادة يوديد الفضة لتشكل انوية للأمطار.
أضرار الامطار
نجد الكثير يعتقد ان الامطار لا تأتي الا بخير والفائدة، ولكن هناك بعض اشكال للأمطار لا تكون كذلك، حيث ان من هذه الاشكال هي الفيضانات التي تحدث نتيجة هطول الامطار بكميات كبيرة، فتؤدي للدمار للمدن وللحياة بشكل عام.
كما انه من الممكن ان تسبب الامطار انهيارات ارضية وذلك لسقوطها بشكل مستمر على المناطق الجبلية والترابية فتؤدي لدفن المدن تحت الاتربة.
وهناك المطر الحمضي الذي يكون سببه سلوك الانسان الخاطئ في اطلاق غازات ساقطة في الجو، كأكاسيد الكبريت والنيتروجين والتي تكون ناتجة عن المصانع واحتراق الوقود.
ما هو تعريف الغيوم
حيث ان الغيوم او السحب هي عبارة تجمع لقطرات الماء التي تكون صغيرة جدا وذلك في مساحة معينة في الغلاف الجوي، فنجد المتر المربع من الهواء يقوم بحمل مائة مليون قطرة من تلك القطرات الصغيرة.
ونجد ان هذا لا يقتصر على قطرات ماء فقط بل ممكن ان تحمل ذرات الثلج او البرد، والتي تؤدي وتكون سبب في تدني وخفض في درجات الحرارة في الطبقات العليا من الغلاف الجوي.
كيفية وآلية تشكُل الغيوم
حيث انه وبواسطة العوامل الجوية والمناخية، والرياح واشعة الشمس ، تتم عملية التبخر من جميع المسطحات المائية، مثل البحار والمحيطات والانهار والبحيرات.
كما ان الكائنات الحية تنتج كميات من بخار الماء وخصوصا النباتات، حيث تعد كمية المياه المتبخرة سنويا من المسطحات المائية تبلغ عشرة آلاف مليار غالون، ونجد ان شجرة كبيرة واحدة تنتج ما يقارب مائة غالون من الماء لجو الارض يوميا.
فنجد ان كل هذه العوامل، السابقة تعمل على انتاج الماء على هيئة بخار غير مرئي لجو الارض، ولكن نجد السؤال ما الذي يساعد على تشكل السحب التي نراها تسبح في السماء؟
تكمن الاجابة في، ان بخار الماء الغير مرئي يكون حولنا وذلك في الطبقات العليا من الغلاف الجوي، كذلك تكون هناك جزيئات اخرى متطايرة وغير مرئية من ذرات الغبار في تلك الطبقات العليا، وهي ما تعرف بالهباء الجوي.
فنجد ان للرياح دور كبير في تحريك الهباء الجوي وقطرات بخار الماء، فاذا اصبحت درجات الحرارة منخفض فعند اهتزاز هذه القطرات والهباء الجوي تتجمع وتلتصق بعضها البعض.
وهذا ما يكون في الغلاف الجوي الاعلى، فكلما زدنا في الارتفاع تنقص درجة الحرارة، حيث انه كلما انخفضت درجة الحرارة كلما زادت عملية التصاق قطرات الماء مع الهباء وتسمي هذه العملية بالتكثف.
بعد تكثف البخار وكذلك معرفية كيف تلتصق قطرات الماء الغير مرئية ببعضها، هنا نبدأ في رؤية الغيوم، كما انه هناك عوامل اخرى تؤثر في عملية تشكل عملية الغيوم، وهي انه اذا تشبع الهواء بكميات بخار فسوف تشكل الغيوم، حيث انه في علم الكيمياء، ان المواد الغازية والسائلة عندما تزيد درجة حرارتها فقدرتها على اذابة مواد 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
كما اوضحنا انها عملية تحول الماء من حالته السائلة الى الغازية وذلك لارتفاع درجة حرارته، ونجد انما يحدث للمياه فيكون نتيجة ارتفاع درجة حرارة المسطحات المائية كالمحيطات و الانهار والبحيرات بسبب حرارة الشمس.
ـ التكثف
وهي عملية تحول الماء من حالته الغازية الى السائلة، وذلك بسبب انخفاض درجات الحرارة، حيث تصل الى حد معين فيكون في طبقة التروبوسفير، وفي بعض الاحيان تصل لطبقة الستراتوسفير.
وعند وصول قطرات الماء لهذه المنطقة، فان درجة الحرارة تبدأ في الانخفاض، فتنخفض حرارة الماء ويكون معه انخفاض حرارة جزيئات الماء، فبالتالي يتم تحويل بخار الماء الى سائل، ويتكثف الماء على شكل غيوم.
ـ هطول الامطار
حيث انه وبعد تكون السحب فإنها بواسطة التيارات الهوائية والرياح تبدأ تتحرك في السماء فتنتقل من مكان لآخر، كما انه من الممكن ان تنتقل رأسيا على حسب 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.
ونجد للمطر انواع، مطر التضاريس الذي ذكرنها، ومطر الاعاصير عند تصادم الغيوم ببعضها، ومطر التيارات التصاعدية.
فنجد انه في الغالب ما يتبع الجو المغبر تساقط الامطار، وذلك لان الجو المغبر يؤدي لوصول ذرات الغبار للغيوم.
فيؤدي لتكثف جزيئات الماء فوق هذه النواة، وبالتالي يتم تساقطها بفعل وزن الماء والغبار معا، والطريقة هذه تسمى بطريقة الاستمطار، حيث انه تقوم التيارات بنفث الانوية التي تكون عادة يوديد الفضة لتشكل انوية للأمطار.
أضرار الامطار
نجد الكثير يعتقد ان الامطار لا تأتي الا بخير والفائدة، ولكن هناك بعض اشكال للأمطار لا تكون كذلك، حيث ان من هذه الاشكال هي الفيضانات التي تحدث نتيجة هطول الامطار بكميات كبيرة، فتؤدي للدمار للمدن وللحياة بشكل عام.
كما انه من الممكن ان تسبب الامطار انهيارات ارضية وذلك لسقوطها بشكل مستمر على المناطق الجبلية والترابية فتؤدي لدفن المدن تحت الاتربة.
وهناك المطر الحمضي الذي يكون سببه سلوك الانسان الخاطئ في اطلاق غازات ساقطة في الجو، كأكاسيد الكبريت والنيتروجين والتي تكون ناتجة عن المصانع واحتراق الوقود.
