كيف ينزل المطر من السحب؟

في حين أنه قد يكون من المغري القول أن المطر يأتي من السحب ، يمكنك أيضًا القول إن المطر عبارة عن غيوم ، والتخلي عن يحلمون بكونهم بخار ماء والعودة إلى الأرض ، حيث يبدأون رحلتهم خلال دورة هطول الأمطار تكرارا. إذا كنت تريد فهمًا أفضل لسبب نزول المطر من السحب ، فابدأ بدورة هطول الأمطار هذه ، وهي الآلية التي يتحرك من خلالها الماء من الأرض إلى الغلاف الجوي ويعود مرة أخرى.

كمية المياه المتوفرة على الأرض لا تتغير أبدًا. لكن حالته (سائل أو غاز / بخار) تعمل ، وذلك بفضل الطاقة الحرارية من الشمس. عندما تسخن الشمس الماء السائل ، فإنه يتلقى طاقة كافية لتفكيك جزيئاته وتحويلها إلى بخار ماء.

كلما كان الهواء أكثر دفئًا ، زاد بخار الماء الذي يمكنه حمله. يرتفع هذا الهواء الدافئ المشبع بالرطوبة مع بخار الماء الذي يحتويه ، ومع ارتفاعه يبرد. بمجرد أن يبرد الهواء بعد "نقطة الندى" ، فإنه يتكثف حول "نوى التكثيف" ، والتي تكون عادةً جزيئات صغيرة جدًا من الغبار أو الدخان أو حتى الملح العالقة في الهواء. (إذا سبق لك أن نظرت من خلال عمود من ضوء الشمس ورأيت جزيئات الغبار ترقص في الهواء ، فهذه صورة رائعة.)

قطرات الماء الصغيرة التي تتشكل في البداية هي ما تراه كالغيوم - وإذا كنت تولي اهتمامًا وثيقًا للسحب في السماء ، سترى أنها تتقلص وتنمو باستمرار استجابة لقوى التبخر و تركيز.

• نقطة الندى هي درجة الحرارة التي يحدث عندها تكثيف أكبر من التبخر في الهواء ، ومن ثم يبدأ بخار الماء في التكاثف والالتحام في قطرات الماء التي يمكن أن تسقط على شكل مطر. يمكن أن تختلف نقطة الندى في أي مكان من الثلاثينيات (فهرنهايت) إلى الثمانينيات في مناسبات نادرة. انظر الموارد لمناقشة أطول لنقطة الندى مقابل متوسط ​​الرطوبة.

بخار الماء الذي تكثف إلى قطرات صغيرة وشكل غيومًا في طريقه إلى أن يصبح مطرًا - لكنه لم يصل بعد. في الوقت الحالي ، تكون قطرات الماء صغيرة جدًا لدرجة أن التيارات الهوائية تبقيها عالياً ، تمامًا كما يمكن لجزيئات الغبار الدوامة البقاء في الهواء. ولكن مع استمرار هذه القطرات في الارتفاع ، مدعومة بارتفاع أجسام الهواء الدافئ ، يكون لديها طريقان للعودة إلى الأرض.

الأول هو عندما تصطدم قطرات الماء وتتحد مع قطرات أخرى ، وتصبح في النهاية أثقل من ارتفاع الهواء المحيط بها ، وعند هذه النقطة تسقط عبر السحابة. أو ، من خلال ما يسمى عملية Bergeron-Findeisen-Wegener ، أو عملية هطول الأمطار الجليدية أو ببساطة عملية Bergeron ، ترتفع القطرات عالياً بما يكفي لتتجمد في بلورات الجليد ، وتجذب المزيد من بخار الماء إلى نفسها وتنمو بسرعة حتى تصبح ثقيلة بما يكفي لتتساقط مثل الثلج أو تذوب وتسقط مثل تمطر.

• هل كنت تعلم؟ قطرات الماء المتساقطة من السحب - بعبارة أخرى ، المطر - لا تشبه قطرات الماء من الصنبور وتشبه إلى حد بعيد كرة صغيرة. كلما زاد حجمها ، فإنها تتأثر بمقاومة الهواء وتبدأ في الظهور بشكل أشبه بكعكة الهمبرغر أو الفاصوليا ؛ وإذا كانت كبيرة بما يكفي ، فإنها في الواقع ستتفتت إلى قطرات أصغر.

بمجرد أن تقفز قطرة الماء من السحابة نحو الأرض ، فإنها تصل مع تنبيه غير رسمي لقطرة المطر. مستخدم. ولكن اعتمادًا على الظروف الجوية ، قد يصل أيضًا إلى أمطار متجمدة أو صقيع (حبيبات جليدية ممزوجة بالمطر أو الثلج) أو البرد أو الثلج بالطبع.

يمكنك أيضًا رؤية العديد من أنواع المطر المختلفة ، حيث يمكن لأي شخص يعاني من الضباب المستمر في أيرلندا أو هطول الأمطار الغزيرة الرعدية في المناطق الاستوائية أن يخبرك. يتأثر الشكل الذي يتخذه المطر ليس فقط بالظروف الجوية مثل درجة حرارة الهواء ولكن أيضًا بالتشكيلات الأرضية. على سبيل المثال ، غالبًا ما تكون المناطق الساحلية الجبلية أكثر رطوبة من المناطق الساحلية المسطحة لأنه مع ارتفاع الهواء الرطب من المحيط ليرفع فوق التلال ، فإنه يتكثف بدرجة كافية لسقوط الأمطار.

يمكن أن تحدث بعض أكثر الأمطار إثارة عندما تصطدم جبهات الطقس ، أو كتل من الهواء الدافئ والبارد. عندما يحدث ذلك ، ترتفع كتلة الهواء الدافئ - والماء الذي يحمله - لأعلى وفوق هواء الجزء الأمامي البارد. مع ارتفاع كل هذا الهواء الدافئ ، يبرد بدرجة كافية حتى يتكثف بخار الماء ويسقط فيما يمكن أن يصبح مطرًا غزيرًا وغزيرًا. عندما تكون الظروف صحيحة ، يمكن أن تكون هذه أيضًا الآلية التي تبدأ بعاصفة رعدية صيفية.

• تحدث العواصف الرعدية بسبب ارتفاع كتل الهواء الدافئ ، سواء كان ذلك نتيجة تصادم جبهات الطقس أو التضاريس الجبلية أو صعود الهواء الدافئ الذي تسببه الشمس. إذا كان هناك ما يكفي من الهواء الدافئ والمتصاعد للحفاظ على تغذية السحابة بالطاقة ، فهو مزيج من الدفء الصاعد ، يخلق الهواء الرطب والهواء الجاف المتساقط للأسفل دورة الهواء لأعلى ولأسفل التي تشكل خلية عاصفة رعدية.

كما تعلم بالفعل ، يمكن أن ينزل هطول الأمطار إلى الأرض بعدة طرق - وكلمات مثل "ضباب" أو "ضباب" أو "رذاذ" أو "انفجار سحابي" ليست مجرد كلمات وصفية ، ولكنها تحتوي أيضًا على التعاريف العلمية لحجم قطرات الماء ، وسرعة سقوطها ، وبوصة هطول الأمطار في الساعة ، وكثافتها أو عدد القطرات الموجودة في قدم مربع. من أخف هطول إلى أثقل ، هذه الشروط هي:

• ضباب
  
• شبورة
  
• رذاذ
  
• مطر خفيف
• أمطار معتدلة
• مطر غزير
• أمطار غزيرة
• Cloudburst

لذلك عندما يقول مسؤول الطقس الودود في التلفاز "إنها تمطر قططًا وكلابًا" ، فإنهم يزينون أ بت - لكن إذا قالوا أنه يمكنك التطلع إلى "هطول أمطار غزيرة" ، فإنهم في الواقع يصنعون شيئًا علميًا بيان.

هذا سؤال معقد. إليكم حقيقة واحدة مثيرة للإعجاب: وفقًا للمسح الجيولوجي الأمريكي ، تسقط أمطار كافية على الولايات المتحدة القارية لتغطية الأرض بـ 30 بوصة من الماء.

مع ذلك ، تختلف أنماط هطول الأمطار بشكل كبير من سنة إلى أخرى وبين المناطق الجغرافية. على سبيل المثال ، وفقًا لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ، يتم الاحتفاظ بالسجل القياسي لمعظم الأمطار في السنة مدينة Cherrapunji ، الهند ، التي تلقت 905 بوصات (أكثر من 75 قدمًا) من الأمطار 1861. سجل أعلى متوسط ​​سنوي لهطول الأمطار ينتمي إلى جبل. Waialeale ، هاواي ، التي يبلغ متوسط ​​هطول الأمطار فيها حوالي 450 بوصة كل عام.

هناك نقيضان متناقضان أيضًا: مرة أخرى وفقًا للمسح الجيولوجي الأمريكي ، استمرت فترة غير مؤلمة في أريكا ، تشيلي ، لمدة 14 عامًا. هذا أكثر من 5000 يوم جاف ، مما يجعل الجفاف الذي استمر 767 يومًا في بغداد ، كاليفورنيا ، في أوائل عام 1910 ، يبدو معتدلاً تقريبًا.

مع أخذ ذلك في الاعتبار ، قد لا تفاجأ بمعرفة أن أجزاء من أمريكا الجنوبية (خاصة في تشيلي) وأجزاء من كاليفورنيا هي صحارى رسميًا. لكن هل تعلم أن مساحات شاسعة من الأرض فوق الدائرة القطبية الشمالية يطلق عليها أيضًا اسم الصحاري بسبب انخفاض هطول الأمطار؟ وتشمل هذه مساحات شاسعة من جرينلاند وكندا وسيبيريا. يعتبر جزء كبير من القارة القطبية الجنوبية صحراء أيضًا.

كيف تقاس أنماط المطر المحلية الخاصة بك؟ راجع الموارد للحصول على خريطة لمتوسط ​​هطول الأمطار في الولايات المتحدة.