الرياح وقوة تدرج الضغط

كتابة: نورهان ناصر آخر تحديث: 06 سبتمبر 2021 , 05:40

ما معنى تدرج الضغط

تدرج الضغط هو التغيير في الضغط الجوي على مسافة، التغييرات الكبيرة ضمن مسافات أقصر تساوي سرعات الرياح العالية، في حين أن البيئات التي تظهر تغيرًا أقل في الضغط مع المسافة تولد رياحًا أقل أو غير موجودة، وذلك لأن هواء الضغط العالي يتحرك دائمًا نحو هواء ذي ضغط منخفض في محاولة لتحقيق التوازن داخل الغلاف الجوي، ينتج عن التدرجات الحادة دفعة أقوى.

ما معنى نشاط الرياح

يؤدي ارتفاع الهواء الدافئ المعبء بالرطوبة إلى الارتفاع والهواء البارد إلى الانخفاض في التروبوسفير إلى حدوث نشاط للرياح وسحب وهطول شديد للأمطار، وذلك بسبب حدوث الاختلافات في درجة الحرارة وأيضا ضغط الهواء، ويمكن أن تكون الرياح هذه غير منتظمة، وفي بعض الأحيان الأخرى شديدة جدا، حيث يكون ضغط الهواء قليل بدرجة معينة وسطح الهواء الدافئ يمنع حدوث تيارات الحمل الحراري، ويكون الطقس أكثر استقرارًا، حيث لا يحدث تقريبًا أي اضطراب في هذه الحالة، بسبب حركات الهواء الرأسية، وتكون الرياح الموجودة، على الرغم من شدتها، ثابتة وتاتي في اتجاه أفقي، لذا نجد الطائرات التجارية تحلف في الجزء السفلي من طبقة الستراتوسفير حتى تتجنب الاضطرابات.

تحتوي هذه الطبقة أيضا على حوالي 70 بالمائة من الغازات في الغلاف الجوي، بينما تحتوي طبقة الستراتوسفير ، التي تحتوي على حجم أكبر، وبالتالي يصبح ضغط الهواء في طبقة الستراتوسفير أقل، وتعد طبقة الأوزون، المتمركزة في الجزء العلوي من طبقة الستراتوسفير، واحدة من أهم الميزات في هذه الطبقة الجوية، حيث تقوم بتنقية الأشعة فوق البنفسجية من الشمس، والتي من جانبها أن تلحق الضرر بالحياة على السطح.

يحدث نمط الطقس التروبوسفيري لأن الهواء القريب من الأرض يكون أكثر دفئًا من الهواء على الارتفاعات العالية ؛ هذه الظاهرة ناتجة عن امتصاص الأرض للحرارة وإشعاعها من الشمس، بسبب هذا التدرج السلبي في درجة الحرارة فيما يتعلق بالارتفاع، يمكن للهواء الدافئ أن يرتفع ويولد تدفقًا حراريًا ، مما يخلق رياحًا وسحبًا في الستراتوسفير، والتي تمتد إلى حوالي 50 كيلومترًا (31 ميلًا) فوق مستوى سطح البحر ، طبقة الأوزون في الجزء العلوي من يمتص الستراتوسفير ضوء الشمس ويولد الحرارة، ويشع الحرارة إلى أسفل، وترتفع درجة الحرارة مع زيادة الارتفاع.[1]

المقياس الجغرافي للرياح وتدرج الضغط

تصور خرائط الطقس السطحي الضغط الجوي بخطوط متساوية الضغط أو خطوط متساوية الضغط، هذه الخطوط، المعروفة أيضًا باسم خطوط الضغط، تكون عادةً على فترات من أربعة ملي بار (mb)، تشكل هذه المخططات دوائر حول أنظمة الضغط المرتفع والمنخفض على الخريطة، تعني الخطوط المتباعدة بإحكام هبوب رياح شديدة، ونظرًا لأن الضغط يتناقص عمومًا مع الارتفاع، يتم استخدام طريقة تنعيم تقوم بتحويل جميع المحطات إلى ضغط مستوى سطح البحر القياسي والذي يعتبر 1013 ميغا بايت أو 29.92 بوصة من الزئبق (بوصة زئبقية).

تعمل القوة العالية إلى المنخفضة التي تسبب الرياح وسرعتها على المقاييس السينوبتيكية مثل تلك الموضحة على خرائط السطح التقليدية، يمكن أن تحدث التدرجات أيضًا على مستويات أصغر بكثير من الأنظمة العالية والمنخفضة المرتبطة بأنظمة خطوط العرض المتوسطة، أحد الأمثلة على ذلك هو انفجار صغير يحدث داخل عاصفة رعدية فردية، الاندفاع الصغير عبارة عن تدرج ضغط رأسي ناتج عن وجود هواء جاف موجود أسفل العاصفة الرعدية أو دخولها، يتبخر المطر في هذا الهواء الجاف مما يتسبب في التبريد، يكون الهواء البارد أكثر كثافة، مما ينتج عنه ضغط هواء أعلى يندفع إلى السطح.

علاقة سرعة الرياح وتدرج الضغط

يتم تحديد سرعة الرياح من خلال تدرج الضغط، فما مقدار التدرج الذي يتوافق مع سرعة رياح معينة؟ وفقًا لكتاب الطقس من تأليف جاك ويليامز، فإن “فرق الضغط بمقدار نصف رطل لكل بوصة مربعة بين الأماكن التي تفصل بينها 500 ميل سوف يؤدي إلى تسريع الهواء الساكن إلى سرعة 80 ميلاً في الساعة في غضون ثلاث ساعات”، من خلال الخبرة في النظر إلى خرائط منطقة معينة، يمكن تقدير سرعة الرياح من خلال النظر إلى التباعد المتساوي، من الصعب أن تكون دقيقًة لأن عوامل أخرى مثل الاحتكاك وتأثير كوريوليس و “الدوران للخارج” وخط العرض تؤثر على السرعة.

العلاقة الفيزيائية بين سرعة الرياح وتدرج الضغط

هناك نوعان من الضغط: الضغط الساكن هو ما يتم قياسه بواسطة مقياس الضغط، وينتج أساسًا عن وزن كل الهواء فوق نقطة ما، ولا يتغير عندما تزيد سرعة الرياح، ولكن الاختلافات في الضغط الساكن بين منطقتين تسبب الرياح نفسها، والضغط الديناميكي هو ما تشعر به عند الوقوف في هبوب رياح شديدة، وهو ما يدفع الأشياء بعيدًا أو يفجر الأشياء، ويتناسب مع مربع السرعة الجوية.

ترتبط سرعة الرياح وضغط الهواء، المعروف أيضًا باسم الضغط الجوي، ارتباطًا وثيقًا، تتولد الرياح عن طريق تدفق الهواء من مناطق الضغط العالي إلى مناطق الضغط المنخفض ، عندما يختلف ضغط الهواء اختلافًا كبيرًا على مسافة قصيرة، ينتج عن ذلك رياح شديدة.

ببساطة شديدة، يُطلق على معدل تغيير ضغط الهواء بين مكانين “تدرج الضغط” أو يمكننا أيضًا أن نقول إن الفرق بين خطي متساوي الضغط يُعرف باسم “تدرج الضغط”، يكون اتجاه التدرج الضغطي بزاوية قائمة على خطوط تساوي الضغط، وينتقل الهواء (الرياح) من منطقة الضغط العالي إلى منطقة الضغط المنخفض، تعتمد سرعة الرياح على فرق الضغط بين المكانين، تكون سرعة الرياح أكبر عندما يكون تدرج الضغط أكثر أو حادًا، تكون سرعة الرياح أقل عندما يكون تدرج الضغط أقل أو لطيفًا.

العلاقة بين الرياح وقوة تدرج الضغط والأعاصير

تعتبر العلاقة بين سرعة الرياح وقوة تدرج الضغط سببا في حدوث الأعاصير، حيث يعود سبب الرياح العاتية في الإعصار إلى الضغط المنخفض للغاية في مركز العاصفة، عندما ينخفض ​​الضغط في الإعصار، ستتبعه سرعة رياح أعلى قريبًا، وتتوافق الرياح العاتية للإعصار مع حد أدنى للضغط موضعي للغاية.

ما هو تأثير كوريوليس

عندما يتدفق الهواء من ضغط مرتفع نحو ضغط منخفض لمسافة طويلة، ستدور الأرض تحته، مما يتسبب في انحراف الهواء، يُعرف هذا بتأثير كوريوليس وهذا هو سبب هبوب العواصف في اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي وعكس اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي.

غالبًا ما يعرض المتنبئون بالطقس خريطة للضغط الجوي لشرح الطقس الحالي والمتوقع، يشير أي مكان به العديد من الخطوط المعبأة معًا إلى تدرج ضغط كبير وبالتالي رياح قوية، سيكون للمناطق التي تكون فيها الخطوط متباعدة عن بعضها رياحًا خفيفة جدًا.[2]

الوسوم

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق