في علم الأرصاد الجوية ، هطول الأمطار هو الماء الذي يسقط على سطح الأرض من الغلاف الجوي في صورة سائلة أو صلبة تحت تأثير الجاذبية. لذلك ، فإن الظواهر مثل المطر والثلج والبرد هي هطول. ضع في اعتبارك مسألة كيفية تشكل المطر والثلج والبرد والندى والصقيع.
ما هي الغيوم و الغيوم؟
قبل مناقشة كيفية تشكل المطر وأنواع التساقط الأخرى ، دعونا نلقي نظرة على الأشياء الطبيعية مثل السحب والغيوم من وجهة نظر الفيزياء ، لأنها تلعب دورًا مهمًا في عملية هطول الأمطار.
السحب والغيوم عبارة عن مجموعة من القطرات الصغيرة أو بلورات الماء المعلقة في الغلاف الجوي. سواء كانت سحابة ما تتكون من بلورات أو قطرات صغيرة من الماء تعتمد على الارتفاع فوق سطح الأرض لهذه السحابة ودرجة الحرارة. تتشكل الغيوم نتيجة حقيقة أن الكتل الدافئة والرطبة بالقرب من سطح الماء في البحار والمحيطات ترتفع وتبرد وتتكثف إلى قطرات صغيرة. هذه القطرات صغيرة جدامرئي للعين المجردة. مزيجهم يشكل السحب والغيوم. إذا بدأت هذه القطرات ، لسبب أو لآخر ، في الزيادة في الحجم ، فسوف تسقط على الأرض.
تشكيل المطر
لفهم كيفية تكوين المطر ، يجب الانتباه إلى حجم قطرات الماء المعلقة في الغلاف الجوي التي تشكل السحابة. عندما تبدأ هذه القطرات في الاصطدام والتواصل مع بعضها البعض ، عند حجم حرج معين ، ستجبرها الجاذبية على السقوط على الأرض. في نفس الوقت يكتسبون سرعة من 4 إلى 8 م / ث.
حجم قطرة المطر حوالي 1 مم (من 0.7 مم إلى 5 مم). للوصول إلى هذا الحجم ، يجب أن تزيد قطيرات السحابة من كتلتها بملايين المرات. في هذا الصدد ، يجب أن يكون سمك السحابة أكبر من حجم معين. يمكن أن تصل سماكة بعض السحب إلى 12 كم ، بينما يمكن أن تؤدي إلى تكوين أمطار غزيرة قوية وطويلة الأمد ، وفي بعض الحالات تساقط البَرَد.
تسمح السماكة الكبيرة للسحب والغيوم للقطرات بالارتفاع في سمكها ، مع الاتصال بقطيرات أخرى. نتيجة لهذه العملية ، تتشكل قطرات كبيرة تسقط على شكل مطر. آلية أخرى تشرح كيفية تكوين المطر هي كما يلي: ارتفاع سمك السحابة ، تبرد قطيرة صغيرة وتتبلور. تسقط هذه البلورات على الأرض ، وعندما تسقط تسخن وتتحول إلى ماء.
ظاهرة فيرغا
العذراء هو مطر يسقط في الغلاف الجوي لكنه لا يصل إلى سطح الأرض. يمكن تفسير هذه الظاهرة الطبيعيةإذا نظرنا إلى المسألة من وجهة نظر الفيزياء. كيف يتشكل هذا النوع من المطر؟ الحقيقة هي أنه بين سحابة كبيرة قادرة على تكوين هطول الأمطار وسطح الأرض ، قد تكون هناك طبقات من الكتل الهوائية تكون شديدة الحرارة والجافة. في هذه الحالة ، قطرات الماء المتساقطة من سماكة السحب ، عندما تدخل هذه الكتل الهوائية الحارة والجافة ، سوف تتبخر ببساطة مرة أخرى ولن تصل إلى سطح الأرض.
تشكيل الثلج
دعنا نواصل تحليل مسألة كيفية تشكل المطر والندى والثلج. الآن دعونا نركز على عملية تكوين الترسيب الصلب - الثلج.
الثلج هو شكل صلب من الماء يسقط على سطح الأرض على شكل رقاقات ثلجية. تتشكل رقاقات الثلج عندما تبرد قطرات الماء الصغيرة في السحب إلى درجات حرارة أقل من 0 درجة مئوية وتتبلور. من أجل أن يتشكل الثلج ، لا تكون درجات الحرارة منخفضة بدرجة كافية ، فلا بد من وجود مستوى معين من الرطوبة في الغلاف الجوي. هناك أماكن على وجه الأرض شديدة البرودة ، ولكن بسبب الهواء الجاف نادرًا ما تتساقط الثلوج.
تشكيل حائل
استكشاف مسألة كيفية تشكل الندى والصقيع والمطر والثلج ، فمن المستحيل عدم ذكر البَرَد. على عكس الثلج ، الذي يكفي لتكوين درجات حرارة منخفضة ، يتشكل البرد عندما تكون درجة الحرارة أقل من -15 درجة مئوية. نظرًا لأن درجة الحرارة في الغلاف الجوي تتناقص مع الارتفاع ، يتشكل البرد في الجزء العلوي من السحب الكثيفة حيث تنخفض درجات الحرارة إلى -50 درجة مئوية. هذه الغيومتسمى الركام. في الجزء السفلي ، يكون الماء على شكل قطرات سائلة صغيرة ، وفي الجزء العلوي - على شكل بلورات ثلجية. تنمو هذه البلورات تدريجياً بسبب ارتفاع قطرات الماء من قاع السحابة بسبب تيارات الهواء الصاعدة. عندما تصل البلورة إلى حجم حرج ، تسقط على الأرض. لاحظ أنه لا تصل كل بلورات الثلج إلى الأرض ، حيث تذوب عند سقوطها.
الندى والصقيع
لننتهي من النظر في مسألة كيفية تشكل المطر والثلج والندى والصقيع ، مع شرح مادي للظاهرتين الأخيرتين ، أي تكوين الندى والصقيع.
ترتبط هاتان الظاهرتان بالتقلبات اليومية في درجات الحرارة في الغلاف الجوي. لفهمها ، يجب أن تعلم أن قابلية ذوبان الماء في شكل غازي في الغلاف الجوي تعتمد على درجة الحرارة. كلما ارتفعت درجة حرارة الهواء ، زادت كمية الماء الذي يمكن إذابته فيه على شكل بخار. أثناء النهار تقوم الشمس بتدفئة الهواء وتؤدي إلى تبخر الماء وزيادة الرطوبة في الجو. في الليل ، يبرد الهواء ، وتقل قابلية ذوبان بخار الماء فيه ، ويتكثف الماء الزائد في قطرات صغيرة تتساقط على شكل ندى.
يتشكل الصقيع بطريقة مماثلة ، فقط في هذه الحالة إما أن تنخفض درجة حرارة الهواء إلى ما دون الصفر ، مما يؤدي إلى تجمد قطرات الماء في الغلاف الجوي ، أو أن سطح الأرض بارد بدرجة كافية ، والندى المتساقط عليه يتبلور.
