شارك
الرئيسية
4 دقيقة
قد تبدو العواصف وكأنها تأتي من العدم، لتضرب بقوة مفاجئة، وقد يبلغ طولها مئات الأميال، وتمتد عبر عدة مناطق، أو في منطقتك فقط.
لكنها تشترك جميعها في جانب واحد، وهو التغير في ضغط الهواء.
يندفع الهواء في الغلاف الجوي، تماماً مثل الهواء الذي يندفع من إطار سيارتك عندما يكون الصمام مفتوحاً، من مناطق الضغط العالي إلى مناطق الضغط المنخفض.
وكلما كان الفرق في الضغط أكبر، كانت الرياح التي ستنتج في النهاية أقوى.
كما يمكن للقوى الأخرى المتعلقة بدوران الأرض والاحتكاك والجاذبية أن تغير سرعة الرياح واتجاهها. لكن كل شيء يبدأ بهذا التغير في الضغط على امتداد مسافة معينة، وهو ما يسميه خبراء الأرصاد الجوية مثلي تدرج الضغط.
اقرأ أيضاً: كيف يمكن الاستفادة من الرياح المريخية لتأمين الطاقة للبعثات المستقبلية؟
إذاً، كيف نحصل على تدرجات الضغط؟
تدين تدرجات الضغط الكبيرة في نهاية المطاف بوجودها إلى حقيقة بسيطة وهي أن الأرض كروية وتدور.
ونظراً لأن الأرض كروية، فإن الشمس تكون أكثر تعامداً مع الأرض خلال النهار عند خط الاستواء منها عند القطبين. وهذا يعني وصول قدر أكبر من الطاقة إلى سطح الأرض بالقرب من خط الاستواء. وهذا ما يجعل الجزء السفلي من الغلاف الجوي، حيث تنشأ أحوال الطقس، أكثر دفئاً وأعلى ضغطاً في المتوسط مقارنة بالقطبين.
وبما أن الطبيعة لا تحب الاختلالات، فنتيجة لهذا الاختلاف في درجات الحرارة، تنشأ رياح قوية على ارتفاعات عالية فوق مواقع خطوط العرض الوسطى، مثل الولايات المتحدة القارية. هذا هو التيار النفاث، وعلى الرغم من أنه على ارتفاع عدة أميال في الغلاف الجوي، فإنه يؤثر في الرياح التي نشعر بها على السطح تأثيراً شديداً.
وبما أن الأرض تدور، فإن هذه الرياح في الارتفاعات العليا تهب من الغرب إلى الشرق. يمكن أن تتسبب الموجات في التيار النفاث -نتيجة دوران الأرض والتغيرات في سطح الأرض والتضاريس والمحيطات- في تباعد الهواء أو انتشاره عند نقاط معينة. ومع انتشار الهواء، يتناقص عدد جزيئات الهواء في عمود ما، ما يقلل في النهاية ضغط الهواء على سطح الأرض.
ويمكن أن ينخفض الضغط بصورة هائلة على مدى بضعة أيام أو حتى بضع ساعات فقط، ما يؤدي إلى ولادة نظام منخفض الضغط، وهو ما يسميه خبراء الأرصاد الجوية إعصاراً خارج المدار.
ويمكن أن تشكل السلسلة المعاكسة من الأحداث، مع تلاقي الهواء في مواقع أخرى، ضغطاً مرتفعاً على السطح.
وبين نظامي الضغط المنخفض والضغط المرتفع هذين، ثمة تغير هائل في الضغط على امتداد مسافة معينة، وهو ما يعرف بتدرج الضغط. ويؤدي تدرج الضغط هذا إلى نشوء رياح قوية. ويتسبب دوران الأرض في دوران هذه الرياح حول مناطق الضغط المرتفع ومناطق الضغط المنخفض. وتشبه هذه المرتفعات والمنخفضات الخلاطات الدائرية الكبيرة، حيث يهب الهواء في اتجاه عقارب الساعة حول الضغط المرتفع وعكس اتجاه عقارب الساعة حول الضغط المنخفض. يدفع هذا النمط من التدفق الهواء الدافئ شمالاً نحو القطبين شرق المنخفضات، والهواء البارد جنوباً نحو خط الاستواء غرب المنخفضات.
ومع انتقال الأمواج في التيار النفاث من الغرب إلى الشرق، تنتقل كذلك المنخفضات والمرتفعات السطحية، ومعها ممرات الرياح القوية.
وهذا ما شهدته الولايات المتحدة الأميركية عندما تسبب إعصار قوي خارج المدار في هبوب رياح امتدت آلاف الأميال أدت إلى هبوب عواصف ترابية وانتشار حرائق الغابات، وتسببت أيضاً في حدوث أعاصير وعواصف ثلجية في وسط الولايات المتحدة وجنوبها في مارس/آذار 2025.
إثارة العواصف الترابية وانتشار الحرائق
تبلغ شدة التيار النفاث فوق الولايات المتحدة ذروتها وغالباً ما يكون أكثر "تموجاً" في فصل الربيع، عندما يكون الفرق في درجات الحرارة بين الجنوب والشمال هو الأكبر غالباً.
يمكن أن تصبح الرياح المصاحبة لأنظمة الضغط واسعة النطاق قوية جداً في المناطق التي يكون فيها الاحتكاك بالأرض محدوداً، مثل التضاريس المنبسطة التي تضم مساحات أقل من الغابات في السهول الكبرى. ومن أكبر المخاطر، العواصف الترابية في المناطق القاحلة في غرب ولاية تكساس أو شرق ولاية نيو مكسيكو، والتي تتفاقم بسبب الجفاف في هذه المناطق.
عندما تجف الأرض والغطاء النباتي وتكون الرطوبة النسبية للهواء منخفضة، يمكن للرياح العاتية أن تنشر حرائق الغابات خارج نطاق السيطرة.
ويمكن أن تتشكل رياح أشد عندما يتفاعل تدرج الضغط مع التضاريس. وقد تندفع الرياح في بعض الأحيان بسرعة أكبر إلى أسفل المنحدرات، كما يحدث في جبال روكي أو مع رياح سانتا آنا التي أججت حرائق الغابات المدمرة في منطقة لوس أنجلوس في يناير/كانون الثاني.
الأعاصير والعواصف العنيفة
بالطبع، يمكن أن تصبح الرياح أقوى وأعنف على النطاقات المحلية المرتبطة بالعواصف الرعدية.
فعندما تتشكل العواصف الرعدية، يمكن أن يتسبب البَرَد وهطول الأمطار فيها بهبوط الهواء بسرعة في تيار هوائي هابط، ما يسبب ضغطاً عالياً جداً تحت هذه العواصف. ويجبر هذا الضغط الهواء على الانتشار أفقياً عندما يصل إلى الأرض. ويطلق خبراء الأرصاد الجوية على هذه الرياح اسم "الرياح المستقيمة"، وعلى العملية التي تشكلها اسم هبوب الرياح الهابطة. ويمكن أن تتسبب العواصف الرعدية الكبيرة، أو سلاسل منها تتحرك عبر منطقة ما، في هبوب رياح عاتية تتجاوز سرعتها 96 كيلومتراً في الساعة، وتسمى "ديريتشو".
وأخيراً، تحدث بعض أعتى رياح الطبيعة داخل الأعاصير. وهي تتشكل عندما تغير الرياح المحيطة بالعاصفة الرعدية سرعتها واتجاهها مع الارتفاع. ويمكن أن يتسبب ذلك في دوران جزء من العاصفة، ما يؤدي إلى سلسلة من الأحداث التي قد تؤدي إلى حدوث إعصار ورياح تصل سرعتها إلى نحو 483 كيلومتراً في الساعة في أعنف الأعاصير.
كما ترتبط رياح الإعصار أيضاً بتدرج الضغط الشديد. وغالباً ما يكون الضغط داخل مركز الإعصار منخفضاً جداً ويختلف بشدة على مدى مسافة صغيرة جداً.
اقرأ أيضاً: طاقة الرياح البحرية: حلول بيئية أمْ مشكلات جديدة؟
وليس من قبيل المصادفة أن الرياح العنيفة الموضعية الناتجة عن تدفقات الرياح الهابطة للعواصف الرعدية والأعاصير غالباً ما تحدث وسط عواصف هوجاء واسعة النطاق. وغالباً ما تجذب الأعاصير خارج المدارية الهواء الدافئ الرطب نحو الشمال عبر رياح قوية قادمة من الجنوب، وهو عنصر أساسي في تشكل العواصف الرعدية. كما تصبح العواصف أشد وقد تولد الأعاصير عندما يكون التيار النفاث على مقربة من مراكز الضغط المنخفض هذه. في فصل الشتاء وأوائل الربيع، يمكن أن يؤدي الهواء البارد الذي يتدفق جنوباً على الجانب الشمالي الغربي من الأعاصير القوية خارج المدارية إلى عواصف ثلجية.
لذا، فإن الموجة نفسها في التيار النفاث يمكن أن تؤدي إلى رياح قوية وتطاير الغبار وخطر الحرائق في منطقة معينة، بينما تؤدي في الوقت نفسه إلى اندلاع إعصار وعاصفة ثلجية في مناطق أخرى.