‌مطر الأعاصير "أو المطر الجبهات - الجغرافيا المناخية والنباتية

‌

‌مطر الأعاصير "أو المطر الجبهات

"

…

ج - مطر الأعاصير Cyclonic rain "أو مطر الجبهات Frontal rain":

ويقصد به المطر الذي تسببه المنخفضات الجوية وهو ينتشر في مناطق واسعة من العالم في نطاق الرياح الغربية، كما هي الحال في غرب أوروبا وحوض البحر المتوسط وأمريكا الشمالية، كما يوجد أيضًا في بعض الأقاليم الحارة التي تتعرض للأعاصير المدارية.

وتتتابع أحداث الأمطار الإعصارية في العروض المعتدلة غالبًا بنظام معروف تقريبًا، فهي تبدأ خفيفة في مقدمة المنخفضات الجوية، وتزداد نوعًا ما عند مرور الجبهة الدافئة وكذلك عند مرور قلب المنخفض، وتأتي الأمطار في هذه المراحل مع سحب خفيفة عالية أو متوسطة، ولكن لا تلبث الأمطار أن تنهمر بغزارة عند مرور الجبهة الباردة وتكون مصحوبة برياح شمالية قوية وبحدوث برق ورعد، ولكن لا تلبث الأمطار أن تتناقص تدريجيًّا بعد مرور الجبهة الباردة وتأتي بصورة زخات يزداد تباعدها كلما ابتعد المنخفض الجوي حتى تنتهي ويصفو الجو. وكما أن أحداث هذا النوع من المطر تسير بالترتيب الزمني المذكور فإن توزيعه الإقليمي يكون مرتبطًا كذلك بخط سير المنخفض الجوي أو الإعصار، وتتوقف كمية المطر وغزارته على عنف المنخفض الجوي أو الإعصار أو على موقع المكان بالنسبة للقطاعات المختلفة للمنخفض.

ويشمل هذا النوع من المطر كذلك الأمطار التي تصاحب الأعاصير المدارية أو العواصف الدوارة، إلا أن هذه الأعاصير لا تكون لها غالبًا جبهات واضحة، ولذلك يحسن ألا نطلق على مطرها اسم "مطر الجبهات"

عواصف الرعد Thunderstorms:

تعتبر عواصف الرعد من ظاهرات الجو المألوفة في جميع أنحاء العالم تقريبًا ماعدا المناطق القطبية، وأهم ما تتميز به هو أنها تكون مصحوبة بحدوث برق ورعد، وهذا هو الشرط الرئيسي الذي يجب توفره في كل عاصفة رعد

وتكون هذا العواصف في الغالب مصحوبة برياح قوية وأمطار غزيرة جدًّا1. مع سقوط البرد في كثير من الأحيان.

أما سبب حدوثها فهو ارتفاع الهواء بقوة إلى أعلى نتيجة لأي عامل من العوامل التي سبقت الإشارة إليها عند الكلام على أنواع المطر، ومعنى ذلك أن عواصف الرعد يمكن أن تحدث نتيجة لنشاط التيارات الصاعدة التي يسببها ارتفاع درجة الحرارة في طبقات الجو السفلى، كما هي الحال في المنطقة الاستوائية، أو نتيجة لارتفاع الهواء الدافئ فوق الهواء البارد عند تقابل كتلتين هوائيتين مختلفتين في درجة الحرارة، أو لاندفاع الهواء في الأعاصير الدوارة بقوة إلى أعلى الجو، أو نتيجة لصعود الرياح بقوة على منحدرات الجبال التي تعترض طريقها، فالذي يحدث في مثل هذه الأحوال هو أن يرتفع الهواء الصاعد إلى مستويات مرتفعة جدًّا فيتكاثف بخار الماء العالق به بسرعة وتتكون منه سحب شديدة السمك والكثافة من النوع المعروف باسم المزن الركامي "Cumulonmbus" وتأخذ الأمطار في السقوط، إلا أن كثيرًا من نقط الماء لا تستطيع أن تصل إلى سطح الأرض بسبب قوة التيارات الصاعدة التي تدفعها باستمرار إلى أعلى، ويترتب على ذلك تزايد حجم هذه النقط حتى يبلغ قطر الواحدة منها نصف سنتيمتر تقريبًا. ومتى بلغت هذا الحجم لا تقوى على التماسك، فتتفتت إلى نقط صغيرة، لا تلبث أن تكبر ثم تتجزأ بنفس الطريقة وهكذا.

ويترتب على تفتت النقط المائية انطلاق شحنة كهربائية يتجمع السالب منها في قمة السحابة أما الموجب فيتجمع في وسطها، وقد يتجمع بعضه في أسفلها. وعندما تكبر هذه الشحنات يحدث تفريغ بين أعلى السحابة ووسطها أو بين السحابة والأرض أو بين سحابتين متجاورتين. والتفريغ الذي يحدث بين السحابة والأرض هو الذي يعبر عنه بالصاعقة، ويؤدي التفريغ الكهربائي

إلى حدوث الشرارة المضيئة التي يعبر عنها بالبرق. أما الرعد فيحدث نتيجة لتمدد الهواء الذي تخترقه هذه الشرارة بسبب شدة الحرارة ثم انكماشه وانضغاطه بشدة نتيجة للتبريد الذي يحدث بعد مرورها، ونظرًا لأن الضوء ينتقل بسرعة 298.000 كيلو متر في الثانية بينما ينتقل الصوت بسرعة 340 مترًا في الثانية فإن سماع صوت الرعد يتأخر عن رؤية البرق بمعدل خمس ثوانٍ تقريبًا لكل 1.5 كيلو متر من المسافة بين الموضع الذي تحدث فيه شرارة البرق والمكان الذي يوجد فيه الرصد، ويبين الشكل "54" المظاهر المختلفة التي صاحب عواصف الرعد1

شكل "54" مظاهر النشاط المختلفة في عواصف الرعد

وتتحرك عواصف الرعد في الأقاليم المعتدلة بصفة عامة من الغرب إلى الشرق بسرعة تبلغ في المتوسط حوالي 60 كيلو مترا في الساعة، وقد تقطع العاصفة أحيانًا مسافة 800 كيلو متر أو أكثر قبل أن تهدأ، ويعتبر سقوط الأمطار من أهم العوامل التي تساعد على هدوء العاصفة لأنه يساعد على تلطيف درجة حرارة سطح الأرض وطبقة الهواء الملامسة له، فيقل الفرق بين درجة حرارته ودرجة حرارة الطبقات العليا من الجو فيضعف تبعًا لذلك نشاط التيارات الصاعدة.

وتعتبر الأقاليم الاستوائية أكثر الأقاليم تعرضًا لحدوث عواصف الرعد، نظرًا لنشاط التيارات الصاعدة بها، ويبلغ متوسط عدد الأيام يحدث فيها، البرق والرعد في هذه الأقاليم حوالي 76 يومًا في السنة، وتشتهر جزيرة جاوة بصفة خاصة بهذا النوع من العواصف، إذ يبلغ متوسط عدد الأيام التي يظهر فيها البرق والرعد هناك أكثر من 200 يوم، وتكثر هذه العواصف كذلك في الولايات المتحدة ولا يكاد يمر أسبوع دون أن يظهر البرق والرعد في يوم واحد على الأقل من أيامه، أما في مصر فتظهر عواصف الرعد أحيانًا في فصل الخريف، ولكن على الرغم من قلة أيام ظهورها بصفة عامة، فإنه لا يمكن أن يمر فصل الخريف في أية سنة، دون أن تحدث عاصفة رعد واحدة على الأقل.

أما أقل جهات العالم تعرضًا لعواصف الرعد فهي المناطق القطبية، لعدم وجود أي تيارات هوائية صاعدة هناك، ولهذا فقد تمر سنوات عديدة دون أن تحدث عاصفة رعد واحدة، وتقل هذه العواصف كذلك في الصحاري الجافة لأنه على الرغم من نشاط التيارات الصاعدة بها فإن بخار الماء العالق بالهواء يكون قليلًا جدًّا بدرجة لا تكفي لتكون السحب الكثيفة. وتقل عواصف الرعد كذلك على البحار والمحيطات، وذلك لأن التيارات الصاعدة تكون بطيئة نسبيًّا، حيث يكون الفرق بين درجة حرارة الطبقات السفلى من الجو ودرجة حرارة الطبقات العليا منه أقل نسبيًّا منه على اليابس

شكل "55" المتوسط السنوي لعدد أيام عواصف الرعد في العالم

ويعتبر فصل الصيف على اليابس أكثر فصول السنة ملاءمة لظهور عواصف الرعد بصفة عامة، ويرجع ذلك إلى اشتداد حرارة سطح الأرض والهواء الملاصق له بواسطة أشعة الشمس، ويكون ظهورها غالبًا بعد منتصف النهار، وهو الوقت الذي تبلغ فيه التيارات الصاعدة أشدها.

التساقط الصلب "أو المطر المتجمد":

بالإضافة إلى الشكل السائل المعتاد للمطر، فإن المطر في الأقاليم الباردة يكون في كثير من الأحيان بشكل صلب، أو بشكل مختلط من السائل والصلب. وهناك شكلان رئيسيان للتساقط الصلب وهما: الثلج snow والبرد Hail، أما التساقط المختلط بين الصلب والسائل فيطلق عليه تعبير sleet.

وعلى الرغم من الفروق الواضحة بين الشكل السائل للمطر وأشكاله الصلبة فإنها جميعًا تدخل في إحصاءات المطر بعد أن تحسب كميات التساقط الصلب على أساس ما يمكن أن تنتج من انصهارها من ماء. كما سنبين عند كلامنا على قياس المطر بعد قليل. وفيما يلي شرح للشكلين الرئيسيين للتساقط الصلب وهما الثلج والبرد.

الثلج snow:

وهو عبارة عن بلورات رقيقة جدًّا من الثلج لا يزيد قطر الواحدة منها غالبًا على بوصة واحدة، وهي تسقط نحو الأرض كما تسقط الأمطار تمامًا، ولكن نظرًا لخفتها فإنها تتطاير مع الهواء، ويكون منظرها أشبه بأهداف الريش الأبيض، وتأخذ عند سقوطها أشكالًا متباينة كما في شكل "56".

شكل "56" بعض أشكال بلورات الثلج

ويسقط الثلج نتيجة لانخفاض درجة الحرارة في طبقات الجو التي تسبح فيها السحب إلى ما دون التجمد، ويحدث ذلك بكثرة في المناطق الباردة حيث يؤدي سقوط الثلج بكثرة في بعض البلاد إلى تغطية الأرض وما عليها من أجسام بطبقة عظيمة منه يزيد سمكها في بعض المواضع على بضعة أمتار.

وتكون هذه الطبقة هشة في أول الأمر ولكنها سرعان ما تتماسك بسبب ثقل الثلج فتتحول إلى طبقة من الجليد "lce" وهو المادة الصلبة المعروفة، وليست الأنهار الجليدية التي تشتهر بها البلاد الجبلية في الأقاليم المعتدلة والباردة، وكذلك غطاءات الجليد العظيمة التي توجد في المناطق القطبية إلا طبقات من الثلج الذي تراكم على مر السنين ثم تصلب بسبب ثقله وتكدسه.

ومن الممكن أن يتكون الثلج في أعلى التربوسفير في الأقاليم الدافئة والحارة، ولكنه في هذه الحالة لا يصل غالبًا إلى سطح الأرض لأنه ينصهر عند سقوطه بسبب ارتفاع درجة حرارة الهواء بصفة عامة خصوصًا في طبقاته السفلى.

البرد Hail:

وهو عبارة عن كرات صغيرة من الجليد تتساقط على شكل أمطار عند حدوث عواصف الرعد. ويتراوح قطر الواحدة منها في المعتاد حوالي سنتيمتر ونصف، ولو أن بعضها يزيد قطره على ذلك كثيرًا بحيث يصل أحيانًا إلى عشرة سنتيمترات أو أكثر. وتتكون هذه الكرات نتيجة لتكثف بخار الماء في داخل سحب المزن الركامي التي تتراكم نتيجة لنشاط التيارات الهوائية الصاعدة، ويتكثف البخار أولًا إلى نقط مائية، فإذا كانت درجة الحرارة في داخل السحابة أقل من درجة التجمد فإن هذه النقط تتحول إلى كرات صغيرة من الثلج، ويأخذ حجم هذه الكرات في الازدياد تدريجيًّا؛ لأنها عندما تبدأ في السقوط نحو الأرض تعود فترتفع مرة أخرى بتأثير التيارات الهوائية الصاعدة التي تحملها ثانية إلى داخل السحب فتتكثف حولها طبقة جديدة، وبتكرار هذه العملية يتزايد عدد الطبقات التي تتراكم على الكرة الأصلية بحيث يصل

شكل "57" كرات من البرد

أحيانًا إلى 20 طبقة، وأخيرًا تسقط الكرات بفعل ثقلها نحو سطح الأرض، وقد يكون سقوطها بكميات كبيرة وبسرعة عظيمة، تؤدي إلى تلف كثير من المحاصيل.

ومما سبق يتبين لنا أن هناك عدة شروط يجب توافرها لظهور البرد وهي:

1-

انخفاض درجة الحرارة في طبقات الجو التي توجد بها السحب إلى ما دون درجة التجمد.

2-

وجود تيارات هوائية صاعدة يترتب عليها عواصف رعد كما يحدث كثيرًا في المناطق الاستوائية والمعتدلة. ونظرًا لعدم وجود تيارات هوائية صاعدة في الأقاليم القطبية فإن ظهور البرد فيها يعتبر من الظاهرات النادرة جدًّا.

3-

عدم ارتفاع درجة حرارة الطبقات السفلى من الهواء بشكل يؤدي إلى انصهار كرات الثلج قبل وصولها إلى سطح الأرض، كما يحدث عادة في الأقاليم الاستوائية، فرغم نشاط التيارات الصاعدة هناك واحتمال

تكون البرد في طبقات الجو العليا فإنه لا يصل إلى سطح الأرض بسبب شدة الحرارة في طبقات الجو السفلى.

وهكذا نجد أن المناطق القطبية والمناطق الاستوائية تخلو من البرد خلوًّا تامًّا تقريبًا، وفيما عدا ذلك يحتمل أن يظهر البرد في أي منطقة أخرى من العالم، ولكنه يكثر بصفة خاصة على الهضاب كما هي الحال فوق القسم الجنوبي من هضبة إفريقية الجنوبية، التي تتعرض في أثناء فصل الصيف لسقوط البرد بشكل يؤدي أحيانًا إلى حدوث خسائر كبيرة، وفي الهند يسقط البرد بكثرة في شهر مايو، وفي مصر يظهر البرد أحيانًا في فصلي الخريف والشتاء في أثناء عواصف الرعد.

شدة المطر "أو غزارته" Rainfall intensity:

المقصود بشدة المطر أو غزارته هو مقدار ما يسقط منه خلال فترة معينة وحساب غزارة المطر له أهمية كبيرة في تحديد قيمته الهيدرولوجية لما له من علاقة مباشرة بجريان الماء على السطح وتسربه في التربة.

ويمكن حساب غزارة المطر في اليوم أو في أي فترة أخرى بقسمة كمية المطر على عدد الأيام المطيرة، مع ملاحظة أن اليوم المطير هو اليوم الذي يسقط خلاله مطر لا يقل على 0.01 من البوصة "0.2 من الملليمتر" إلا أن حساب الغزارة بهذه الطريقة لا يعبر تعبيرًا دقيقًا عن القيمة الهيدرولوجية للمطر، والأهم منه هو حساب الغزارة على امتداد الفترة الزمنية التي يسقط خلالها المطر منذ بدء سقوطه حتى توقعه، وتوضح هذه الغزارة ما يطرأ عليها من تغير خلال هذه المدة بواسطة منحنى يطلق عليه اسم منحنى "استمرارية الغزارة lntensity duration curve". وفيه تسجل كمية المطر التي تسقط في كل ساعة من ساعات سقوطه. وقد أظهرت معظم المنحنيات التي رسمت لمثل

هذا التوزيع أنه يسير على نمط واحد في أثناء العواصف المطيرة المتساوية الطول تقريبًا.

ويمكن أن توضح الغزارة على امتداد مدة سقوطه بطريقة نسبية، وذلك بحساب النسبة المئوية لما يسقط في كل ساعة من ساعات العاصفة إلى الكمية الكلية التي تسقط في أثنائها، ويطلق على المنحنيات التي ترسم بهذه الطريقة اسم "منحنيات استمرارية العمق Depth duration curves" وقد تبين من دراسة مثل هذه المنحنيات أن شكلها يختلف تبعًا لاختلاف الكمية الكلية التي تسقطها العاصفة الممطرة، ففي حالة المطر الخفيف تسقط أكبر نسبة منه غالبًا خلال الفترة الأولى من سقوطه، أما في حالة المطر الغزير فإن المنحنى يكون غالبًا متوازيًا.

وثمة طريقة أخرى لتوضيح غزارة المطر هي رسم منحنيات يطلق عليها اسم منحنيات مرات تكرار الغزارة Rainfall intensity frequency curves وهي من أكثر منحنيات الغزارة أهمية في الدراسات المائية. حيث يمكن بواسطتها مثلًا معرفة عدد مرات سقوط الأمطار بغزارة معينة في الشهر أو السنة، فيمكن على أساسها توقع احتمالات حدوث الفيضانات أو حدوث تغيرات في مناسيب الأنهار ومقدار تصريفها.

ولكن المشكلة في حساب غزارة المطر بالتفصيل في أي منطقة من المناطق تكمن في كونها تحتاج إلى قياسات مستمرة ودقيقة للأمطار بواسطة أجهزة دقيقة يمكن بواسطتها قياس الأمطار الساقطة في كل دقيقة، ومثل هذه البيانات لا يسهل توفيرها إلا في مراصد معدة إعدادًا كافيًا للقيام بها.

ومن الواضح أن حساب غزارة الأمطار له أهمية كبيرة في الدراسات التطبيقية لأن تأثير الأمطار على جريان الماء يتوقف علي غزارة الأمطار أو شدة سقوطها، فقد يؤدي سقوط خمسة سنتيمترات من المطر مثلًا خلال نصف ساعة إلى حدوث فيضانات تغرق بعض المناطق وتسبب كثيرًا من الخسائر بينما لا يؤدي سقوطها في 24 ساعة أو أكثر إلى أي شيء من هذا؛ لأن أغلبها يتبخر في أثناء سقوطه أو بعد وصوله إلى الأرض مباشرة

تقسيم المطر على أساس حجم نقطه وسرعة سقوطها:

يتراوح حجم نقط المطر ما بين نقيطات الرذاذ التي لا يزيد قطرها على نصف ملليمتر والنقط الكبرى التي قد يصل قطرها في حالة عدم تفتتها إلى خمسة ملليمترات.

وهناك تناسب طردي بين حجم نقط الماء وسرعة سقوطها بمعنى أنه كلما كانت الأمطار ثقيلة كان حجم نقطها كبيرًا، كما يتبين من الشكل رقم "58".1

شكل "58" العلاقة بين حجم نقط المطر وسرعة تساقطها