الرياح والعوامل المؤثرة عليها
شرح ما هي الرياح والعوامل المؤثرة عليها:
على الرغم من وجود علاقات متشابكة لا يمكن فصلها بين عناصر المناخ المختلفة وعلى الرغم من ان هذه العلاقات تبدو غير ذات نهاية فان العلاقة بين الرياح والضغط الجوي اساسية في حدوث الاولى حيث ستضح لنا بعد قليل ان الرياح لا يمكن ان تحدث الا بعد حصول تغيرات معينة في الضغط الجوي.
ونعني بالرياح هنا حركة الهواء الافقية او حركة الهواء الموازية لسطح معين قد يكون جزءاً من اليابسة أو الماء. ان دراسة الرياح التنبوء بخصائصها واتجاهاتها وسرعتها امر اساسي للميترولوجيين وذلك لانها قد تكون مسببة لكثير من ظواهر الطقس مثل الاعاصير ، الغيوم ، الامطار ، الثلوج ، فترات الحرارة العالية والمنخفظة القصيره، ذلك لان كل هذه الظواهر الجوية تعتمد على الرياح التي تقوم بنقل الحرارة والرطوبة وبالتالي تسبب تلك المظاهر . وبعارة اخرى نستطيع القول ان الرياح عبارة عن منظم اساسي مهم للغلاف الجوي . ويجب ان نفرق بين التيارات الهوائية air currents وبين الرياح Wind اذ تعني الاولى الحركة العمودية او شبه العمودية للهواء الناتجة عن الاضطراب او التصعيد او عن اي سبب اخر. ولا يمكن الشعور بهذه الحركة للهواء من قبل الانسان كما هي الحال بالنسبة للرياح.
وتحدث الرياح دائماً نتيجة للاختلاف في الضغط الجوي بين منطقتين حيث تكون حركة الهواء من منطقة الضغط العالي نحو منطقة الضغط الخفيف حتو ولكان كان الفرق بينهما قليلاً جداً.
حركة الرياح والعوامل التي تؤثر فيها:
أ. قوة كوريوليس Coriolis
لو كانت الارض ثابتة وغير متحركة فان من المفروض بالرياح أثناء حركتها ان تقطع خطوط الضغط المتساوي Isobars بصورة عمودية.
الا ان هذه الوظعية لا توجد على سطح الكرة الارضية لانها متحركة وغير ثابتة. فعندما تهب الرياح فوق سطح الارض تتأثر جزيئات الهوء بواسطة حركة الارض حول محورها. وحركة الارض هذه تحرف بصورة مستمرة اي جسم متحرك كالهواء بشكل رياح او المياه بشكل التيارات المحيطة . وتعمل قوة الانحراف هذه على جعل تلك الاجسام تنحرف الى يمين اتجاهها في نصف الكرة الشمالي والى يسار اتجاهها في نصف الكرة الجنوبي. ولتوضيح هذه الحيقية ، لنتصور جسماً في القلب الشمالي (م) بدأ بالحركة نحو الجنوب بسرعة معينة وبالاتجاه م.10 ، وبعد فترة من تحركه يكون وصل الى نقطة في الفضاء تمثل بـ النقطة أ ولكن الارض تكون قد دارت بمقدار المسافة أب وعليه فان الرياح سوف تصل في الحقيقة الى نقطة ب سالكة الاتجاه م ب ولذلك فانها تنحرف الى يمين اتجاهها سوف تنحرف نحو يسار اتجاها.
وبتطبيقنا الفكرة نفسها عند القطب الجنوبي نجد ان الرياح أما اذا كانت الرياح متجه من خطوط عرض دنيا نحو القطبين فانها تنحرف ايضاً الى يمين اتجاهها في النصف الشمالي والى يسار اتجاهها في النصف الجنوبي ويمكن توضيح الوضعية كالاتي:
فلو كانت هناك رياح تهب من نقطة ب نحو نقطة م التي هي القطب الشمالي اي انها تهب من خطوط عرض سرعة دورانها اكثر نحو خطوط عرض بطيئة الدوران ولذا فانها منطقة الضغط الخيف التي هي متجهة اليها في الساس (أ) فتنحرف الى يمين اتجاهها .
اما بالنسبة للرياح التي تهب موازية لخطوط العرض ففي حالة الرياح الغربية الاتجاه فانها تتحرك مع نفس اتجاه حركة الارض ولذلك فان مايحدث فيها من انحراف سيكون نتيجة للقوة الطاردة عن المركز الناتجة عن دورن الارض حول محورها. وكذلك الحال بالنسبة للرياح الهابة من الشرق الى الغرب علماً بان القوة الطاردة عن المركز تكون قليلة في العروض العليا بسبب سرعة دوران الارض حول نفسها التي تصبح صفراً عند القطبين .
وخلاصة القول ان قوة كوريوليس Coriolis التي شرحناها تؤثر بشكل مطلق على كل جسم متحرك فوق سطح الارض حيث تنحرف تلك الاجسام الى يمين اجاهها في نصف الكرة الشمالي والى يسار اتجاهها في نصف الكرة الجنوبي.
ب. منحدر الضغط الافقي:
عندما تكون اقيام الضغط الجوي غير متساوية بين منطقتين متجاورتين يتواجد منحدر للضغط بينهما. ويكون المنحدر شديداً اذا كانت الفروق في الضغط بين المنطقتين كبيرة حيث يمكن ملاحظة ذلك من تقارب خطوط الايزوبار. وبطبيعة الحال ستكون سرعة الرياح الناتجة كبيرة نسبياً ويحصل العكس عندما يكون منحدر الشغط قليلاً حيث تتباعد خطوط الايزوبار عن بعضها فتقل سرعة الرياح.
ج. قوة الاحتكاك :
وتتأثر الرياح نتيجة للقوة الناتجة من احتكاكها بسطح الارض بحيث تؤدي هذه القوة الى تخفيض سرعة الرياح وينجم عن ذلك تقليل في انحرافها ولذلك فان الرياح تعبر خطوط الضغط المتساوي بزاوية صغيرة ولا تكون موازية لها وعلى اية حال يتناقص اثر عامل الاحتكاك كلما ارتفعنا عن سطح الارض لالاف قليلة من الاقدام حيث تسود قوة كوريوليس الناتجةة عن التوازن بين قوة الانحراف ومنحدر الضغط حيث تتكون هناك رياح تعرف برياح اليجيوستروفيك geostrophic . وتحدث هذه الرياح عندما تتدخل قوة الانحراف الناجمة عن دوران الارض في التأثير على القوة المسببة الاولى لتكون الرياح واتجاهها وهي منحدر الضغط. وكلما اردادت سرعة الرياح كلما عظمت قوة الانحراف ويستمر هذا الامر حتى يصبح اتجاه الرياح موازياً لخطوط الضغط المتساوي . وبالنظر الى ان قوة الكوريوليس ( قوة الانحراف ) تعمل لحرف الرياح بزاوية مقدارها 90 درجة عن مسار الاصلي فانها تعمل اذن بالاتجاه المضاد لمنحدر الضغط خلال الانحراف الاعظم . والشكل رقم 19 يوضح ان قوة منحدر الضغط تعمل بصورة عمودية على خطوط الضغط المتساوي وان قوة الانحراف تعمل بشكل معاكس لها. فالرياح الناتجة عن توازن هاتين القوتين تعرف باسم رياح جيوستروفيك وهي الرياح التي تكون موازية في مسارها لخطوط الضغط المتساوي.
ولايمكن ملاحظة وجود رياح الجيوستروفيك في المناطق القريبة من خط الاستواء لان قوة الانحراف تكون قليلة او معدومة ولذلك يبدأ ظهور هذا النوع من الرياح بعد خطي عرض 10 درجة شمالاً وجنوباً.
انظقة الضغط الدائمية فوق سطح الكرة الارضة:
1. نطاق الضغط الخفيف الاستوائي ( الرهو) Doldrums
ويتكون هذا الضغط الواطئ بسبب التسخين المستمر لسطح النطاق الاستوائي الذي يحيط بالكرة الارضية الامر الذي يوجد حركة تصعيد مستمرة في هذا النطاق. وتكون حركة الهواء عمودية نحو الاعلى ولاتوجد في هذا النطاق الاحركة خفيفة للرياح. ويجب الا نغفل اثر بخار الماء الذي تزداد نسبته في هذا النطاق وهو يؤثر بدوره على خفض الضغط الجوي فيه.
2. نطاق الضغط العالي فوق المداري Sub Tropical Hights
وهي سلسلة من مركز الضغط العالي تكون نطاقين غير منتظمين للضغط العالي عند دائرة عرض 30- 35 درجة شمالاً وجنوباً ويطلق على هذين النطاقين في بعض الاحيان اسم انطقة عروض الخيل. ويرجع السبب في ارتفاع الضغط الجوي في هذا النطاق الى وجود هواء هابط قادم من المنطقة الاستوائية والى سيادة صفة الجفاف في هواء هذا النطاق.
3. نطاق الضغط الخفيف دون القطبي : Subpolar
ويتركز هذا النطاق بين دائري عرض 45-60 درجة شمالاً وجنوباً . وعلى الرغم من انخفاض معدلات درجات الحرارة في هذه المناطق الا ان الضغط الجوي يكون فيها منخفضاً بسبب وجود تيارات هوائية صاعدة لكونها مناطق تقابل الكتل القادمة من عروض متعاكسة.
4. نطاق الضغط العالي القطبين Polar High
ويتركز عند القطبين بسبب انخفاض معدلات الحرارة عندهما وبسبب وجود تيارات هوائية هابطة قادمة من المنطقة الاستوائية وقلة وجو بخار الماء في الجو.
ويجب ان لا يغرب عن البال ان انطقة الضغط والرياح المتعلقة بها لا تظل ثابتة في اماكنها بل انها تتزحزح بموجب نظام دقيق يرتبط بحركة الشمس الظاهرية الى الشمال والى الجنوب من خط الاستواء ويبلغ مقدار هذه التزحزح بين 5 – 10 درجات من دوائر العرض.