كيف يتشكل المطر

المطر

يُعرف المطر على أنَّه أحد أشكال الهَطل، إذ يتساقط الماء المُتكاثف من الغيوم إلى سطح الأرض على شكل مطر (Rain) ويكون الماء في الحالة السائلة، أو صَقيع (sleet) ويكون في الحالة الصُلبة، أو بَرد (Hail) ويكون في الحالة الصلبة، أو ثَلج (Snow) ويكون في الحالة الصلبة، وفي بعض الأحيان يسقط المطر مرة أخرى في المُحيط، وتتفاوت قطرات الأمطار في سُرعةِ سُقوطها وحجمها، ويجدر بالذكرِ بأنّه يمر بالعديد من المراحلِ حتى يتشكَّل، وهذا ما سنتحدث عنه في هذا المقال.^[١]

كيفية تشكّل الأمطار

• مرحلة تبخر الماء: تبخُّر الماء (Evaporation) وهو تحوّل الماء من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، حيثُ تساعد أشعة الشّمس الحارة وحركة الهواء القريبة من الماء على تبخُره، وارتفاعه على هَيئَة ذرَّات غازية مُتجهة إلى السماء، كما أن الفراغات الموجودة في الهَواء تحمل العديد من ذراتِ الماء الموجودة بالقربِ من الهواء، وبالتالي تَرفعها إلى الأعلى بسببِ كثافَتها الخفيفة.^[٢]
• مرحلة التكاثف: التَّكاثف (Condensation) وهو أن يتحوَّل الماء من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة، وذلك بسبب انخفاضِ درجة الحرارة،^[١] وعندما تتجمع كمية كبيرة من رَذاذ الماء الصغير تتكوَّن الغيوم التي هي بالفعلِ قطراتٌ من الماءِ لكنَ وزنَها خفيفٌ جدا يمنعها من السقوط للأسفل وتختلف الغيوم باحجامها وأشكالها وألوانها بسبب عدة عوامل منها أشعة الشَّمس وتيارات الهواء ووجود موادّ عالقة في الهواء مثل الغُبار أو الأملاح أو الدّخان.^[٢]
• مرحلة هطول المطر: الهَطل (Precipitation) هو سُقوط أو تحررِ الماء من الغُيوم على صورة مطرٍ أو ثلجٍ أو بردٍ أو صقيعٍ، حيثُ تبدأ السُحب حركتها في السماء، إذ تنتقل من مكانٍ إلى مكان آخر وذلك بسببِ تيارات الهواء، كما أنَّها يُمكن أن تنتقل بحسب كثافتها ووزنِها من الأعلى إلى الأسفل، وعندَ مرور تلك السُحب بالمناطق الباردة، فإنّ جزيئات الماء تتحدُ مع بعضها حتى تصبح كبيرةَ الحجم، وبسبب وزنِها الكبير فإنها تصبح مهددةً بالهطول، أو أنّ قطرات الماء المعلقة في الجو تتجمع على دقائق الغبار أو الأملاح أو الدخان، وهذا يكون كافياً لتشكُّل قطراتِ ماءٍ كبيرة وبالتالي فإنّها تتساقط وتهطل حينها.^[٢]

العوامل المؤثرة في الأمطار

يوجد العديد من العوامل التي تؤثر على كمية الأمطار الساقطة لن يمكن تلخيص أهمّها كما يلي:^[٣]

• اتجاه الرياح، والتي لها دورٌ فعالٌ في تحديدِ نسبة الأمطار وكميّتها التي تحملُها السُحب.
• ارتفاع درجةِ الحرارة عن معدّلها الطبيعيِّ، وذلك بسببِ ارتفاعِها على المُسطحات المائية، والتي تَرفع نِسبة تبخُّر الماء.
• تزدادُ نسبَة هُطول الأمطار في المرتفعات والجبال، والسبب أنَّ الجبال تساعِدُ على إعاقةِ مرورِ الرياح.
• إنَّ المَناطق التي تَقع بالقربِ من الُمسطحاتِ المَائية تحصل على نسبةٍ مرتفعةٍ من الأمطار، مقارنةً بالمناطق البعيدة عنها.

أنواع المطر

حسب حركة الرياح المسببة للمطر

يمكن تصنيف الأمطار إلى اربعة أنواع رئيسية تبعاً للرياح المسببة لها كما يلي:^[٤]

• المطر التقليدي (Conventional rainfall): يرتفعُ الهواء بشكلٍ طبيعيٍّ عندما يسخُن، ويبرد عندما يصِل إلى ارتفاعاتٍ أعلى. لا يُمكنُ للهواءِ الباردِ الاحتفاظُ بالرطوبةِ مِثلَ الهواء الدافئ، لذلك تتكثَّف الرطوبة في السحب المعروفة باسم السُّحب الرُّخامية. في نهايةِ المطافِ، تُصبح الغيوم محملةً بالرطوبة لدرجة أنَّ المطرَ يبدأُ في السقوطِ. يمكن أن يحدث هذا على الأرض أو الماء طالما أنَّ الرطوبةَ موجودة. عندما يحدث ذلك فوق المحيطات الاستوائيَّة، حيث يُشبع الهواء بالماء، يُمكن للحرارة الشديدة أن تسبب تياراتٍ قويةً متصاعدةً. مزيج من الرياح والرطوبة يمكن أن يخلق عاصفة استوائية أو إعصار.
• الأمطار الغزيرة (Orographic rainfall): عندما يصادف الهواء المُحمّل بالرطوبة سلسلة من الجبال، يضطر الهواء إلى الارتفاع ويبرد عند الارتفاع العالي، وهذا يتكثف الماء وتتكوَّن الأمطار. إذا كانت درجة الحرارة باردة بما فيه الكفاية، فإن هطول الأمطار يسقط كثلج.
• الأمطار الأمامية (Frontal rainfall): يسمى اجتماع كتلة كبيرة من الهواء البارد من الهواء الدافئ جبهة. الاجتماع يولّد الاضطراب. يمكن أن يرتفع الهواء الدافئ فوق الهواء البارد ويشكل غيومًا كبيرة عندما يبرد، وتتكثف الرطوبة، عادة ما تنتج العواصف الرّعدية كاملة مع البرق، ويمكن أن تستمر في أي مكان من بضع دقائق إلى ساعة أو أكثر.
• الأمطار الموسمية (Monsoonal rainfall): ينتج عن مزيج حرارة الشمس ودوران الأرض مجموعة من الرياح الشرقية عند خط عرض 30 شمالًا وجنوبًا. هذه الرياح تهب طوال العام، لكنها تغير الاتجاه مع الفصول. هذا التحول الموسمي مسؤول عن الأمطار الموسمية التي تقع في الهند وجنوب شرق آسيا وأماكن أخرى.

حسب حجم قطرات الماء

هناك نوعين للمطر تبعاً لحجمها وتكون كما يلي:^[٣]

• المطر العادي: يكون قياس قُطرها 0.5 مم (0.02 بوصة) أو أكبر
• الرذاذ: وهو أصغر من المطر يتكون من قطرات يكون قطرها أصغر من 0.5مم .

وفي العادة معظم هطول الأمطار على الأرض يسقط كالمطر العادي.^[٣]

شكل قطرة المطر

على الرغم من أنّ مُعظم الناس يعتقدون أنّ قطرات المطر تبدو وكأنّها دُموع (Tears)، إلا أنّها في الواقع تشبهُ رقائق الشوكولاته التي توضع على البسكويت (chocolate chip cookies)، وهي تبدو مثل نصف دائرة مقعرة قليلا من الأسفل، أصغر قطرات المطر يصل قطرها إلى 1 ملم، وهي في الواقع كروية الشكل، عند 2 مم، تبدأ قطرات المطر بالتسطح، بسبب ضغط الهواء الذي يدفعها عند سقوطها على الأرض. يزداد هذا التأثير عند 3 مم، وعند 4 مم قطرات المطر تشوه في الواقع إلى شكل يشبه المظلة (Parachute)، عندما يصل القطر إلى حوالي 4.5 مم تكون قطرات المطر كبيرة بحيث تتفكك إلى نقطتين منفصلتين أو أكثر.^[٣]

طور العلماء عملية تسمى استمطار السحاب لتسبب المطر. من شأن البذر السحابي أن يحد من الجفاف، على الرغم من وجود القليل من الأدلة على أنه يعمل حتى الآن.^[٣]

المراجع

1. ^ ^{أ ب} Elizabeth R. Gordon (28-11-2018), "Water Cycle"، chem.libretexts.org, Retrieved 29-11-2018. Edited.
2. ^ ^{أ ب ت} Howard Perlman (2-12-2016), "Precipitation: The Water Cycle"، water.usgs.gov, Retrieved 29-11-2018. Edited.
3. ^ ^{أ ب ت ث ج} Kim Rutledge, Melissa McDaniel، Diane Boudreau (12-5-2011)، "rain"، www.nationalgeographic.org, Retrieved 29-11-2018. Edited.
4. ↑ Chris Deziel (5-11-2018), "Four Types of Rain"، sciencing.com, Retrieved 29-11-2018. Edited.