"الدرجة الفهرنهيتية -٣٢" × ٩/٥ = الدرجة المئوية.
فمثلا ٥٠ ْف تحول على النحو التالي:
"٥٠-٣٢"× ٩/٥ = ١٠ ْم
وإذا كانت الدرجة الفهرنهيتية أقل من ٣٢ فإننا نستخدم المعادلة الآتية:
"الدرجة الفهرنهيتية -٣٢" × ٩/٥ = الدرجة المئوية
وعلى سبيل المثال إذا أردنا تحويل ٢٣ ْف إلي درجة مئوية فإن ذلك يجري على النحو التالي:
"٢٣-٣٢" × ٩/٥ = -٩ × ٩/٥ = -٥ ْم
ويحسب متوسط الحرارة اليومي على أساس متوسط أعلى درجة حرارة وأدناها أو متوسط مجموع النهايتين العظمى والصغرى.
أما متوسط درجة الحرارة الشهرية Monthly mean temperature فهو عبارة عن مجموع متوسطات أيام الشهر وقسمتها على عدد أيامه.
أما المدى الحراري اليومي فهو الفرق بين أعلى درجة حرارة يومية وأدناها، والمدى السنوي هو الفرق بين متوسط درجة حرارة أدفأ الشهور ومتوسط حرارة أبرد الشهور.
стр. 387
خطوط الحرارة المتساوية Isotherms:
وهي عبارة عن خطوط تمر بالمناطق التي تتساوى فيها المعدلات الحرارية بعد تعديلها على أساس تمثيل الحرارة عند مستوى سطح البحر، ولما كانت خطوط الحرارة مبنية على متوسطات حرارية فإنها لا تعطى صورة صادقة وتفصيلية عن المناخ، لكنها مع ذلك تعطي صورة عامة لدرجات الحرارة في العالم. وتتأثر خطوط الحرارة بالتضاريس وتوزيع اليابس والماء والتيارات البحرية.
стр. 388
الضغط الجوي
مدخل
...
٢- الضغط الجوي:
ينشأ الضغط الجوي نتيجة تأثير وزن الهواء إذ إن الهواء مادة لها وزن كسائر المواد. ويعادل الضغط الجوي عن سطح البحر عموداً من الزئبق ارتفاعه ٧٦ سم، ويتناقص هذا الضغط كلما ارتفعنا عن سطح البحر.
وللضغط الجوي تأثير كبير على حركة الرياح واتجاهها، ولما كانت الرياح ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالأمطار فإنه يمكن القول بأن للضغط الجوي تأثيراً في نظم الأمطار السائدة.
ويقاس الضغط كذلك بالبوصة والمليبار، وتعادل البوصة ٣٣.٩ ملليبار، ويعادل المليمتر ١.٣٦ ملليبار. وعلى هذا يكون الضغط الجوي عند سطح البحر ٧٦ سم من الزئبق أو ٢٩.٩٢ بوصة أو ١٠١٣.٢ ملليبار. وإذا زاد الضغط على ذلك سمي مرتفعا وإذا نقص سمى منخفضا. وقد سجل أعلى ضغط حتى الآن في اركتسك بسيبريا في يناير سنة ١٨٩٣م حيث بلغ ١٠٧٦.٣ ملليبار. أما أدنى ضغط جوي سجل فكان ٨٧٨ ملليباراً وذلك غرب جزر ماريانا بالقرب من الفلبين في سبتمبر سنة ١٩٥٨م في مركز إعصار تيفون.
стр. 389
إن سطح الأرض ليس منتظمًا، إنه مكون من يابس وماء. واليابس متباين في ارتفاعاته من مكان لآخر بالنسبة لسطح البحر، كما أن درجة تعرض الأماكن المختلفة لأشعة الشمس مختلفة كذلك، بالإضافة إلى أن ميل محور الأرض القطبي أو انحناء سطح الكرة الأرضية يزيدان من حدة هذا الاختلاف من حيث كمية وشدة حرارة الشمس، وهذا يعني أن الضغط الجوي يتأثر بدرجات الحرارة، إذ إنه كلما ارتفعت درجة الحرارة كلما تمدد الهواء وبالتالي زاد تخلخله وقلت كثافته وانخفض ضغطه.
ويتأثر الضغط الجوي كذلك بالارتفاع عن سطح البحر حيث يقل الضغط الجوي كلما ارتفعنا عن سطح البحر، فعلى ارتفاع ١٢٠ ألف قدم "٣٦٥٨٠م" مثلا ينخفض الضغط الجوي إلى ٥ ملليبار أي ١/١٨٠ من الضغط الجوي عند سطح البحر. أما على ارتفاع ٢٩ ميلا "٤٧ كم" من سطح البحر فإن الضغط الجوي يصل إلى ملليبار واحد، أي ١/١٠٠٠ من الضغط الجوي عند سطح البحر، ويتأثر الضغط الجوي ببخار الماء العالق في الهواء، إذ إن الصغط الجوي ينخفض كلما زادت نسبة بخار الماء الموجودة في الهواء، ويرجع ذلك إلى أن بخار الماء أخف من الهواء, وبالتالي فهو يسبح في الهواء مما يؤدي إلى قلة كثافة الهواء وبالتالي ينخفض ضغطه.
стр. 390
قياس الضغط الجوي:
سبقت الإشارة إلى أن الضغط الجوي ينشأ عن ثقل الهواء. ويتغير هذا الثقل وفقا لدرجة الحرارة ونسبة بخار الماء والارتفاع عن سطح البحر كما أسلفنا من قبل. لكن هذا التغير لا يستطيع الإنسان أن يقدره أو يحدده، ولذلك تستخدم أجهزة معينة لتحديد مقدار هذا التغير، ومن هذه الأجهزة البارومتر الزئبقي.
стр. 391
البارومتر الزئبقي:
هذا الجهاز اخترعه تورشيلي Torricelli ١٦٤٢م، وهو عبارة عن أنبوبة زجاجية بها عمود من الزئبق وطرفها مفتوح من الأسفل، توضع في حوض به زئبق وتملأ الأنبوبة تماما بالزئبق وتنكس بحيث لا يسمح بدخول أي كمية من الهواء إلى داخل الأنبوبة أثناء تنكيسها. نلاحظ أن مستوى الزئبق الموجود داخل الأنبوبة أخذ في الهبوط إلى أن يصل إلى مستوى معين ثم يتوقف، وهذا يعني أن وزن عمود الزئبق الموجود بداخل الأنبوبة يعادل الضغط الجوي الواقع على سطح زئبق الحوض.
ويقاس الضغط الجوي بجهاز آخر هو الباروغراف، الذي يسجل الضغط الجوي على ورقة مقسمة وملفوفة حول أسطوانة تديرها ساعة. وتقوم بتسجيل الضغط ريشة في نهاية مؤشر يلامس هذه الأسطوانة ومتصل بعدة أقراص معدنية مفرغة من الهواء وتتأثر بالضغط الجوي.
وهناك جهاز آخر لقياس الضغط الجوي هو بارومتر أنيرويد Aneroid أو البارومتر المفرغ. وهذا الجهاز عبارة عن صندوق معدني مفرغ من الهواء. وهو قابل للتأثر بالضغط الجوي حيث يتمدد نحو الداخل إذا كان الضغط الجوي مرتفعا أو الخارج إذا كان الضغط الجوي منخفضا. ويؤدي تمدد الصندوق هذا إلى تحريك ذراع معدنية أمام قرص مرقم حسب المقياس المستخدم. ويستعمل هذا الجهاز في الطائرات.
وتستخدم أجهزة قياس الضغط الجوي في قياس ارتفاعات الظاهرات الطبيعية كالجبال، أو ارتفاع الطائرات والبالونات. ومن المعروف أن الضغط الجوي يقل بمقدار ملليبار واحد كلما ارتفعنا ٣٠ قدمًا "٩ م" وذلك حتى ارتفاع ٥٠٠٠ قدم "١٥٢٤"م. ثم ينقص معدل الانخفاض في الضغط بعد ذلك.
стр. 392
وهناك أجهزة دقيقة جدا لتسجيل الضغط الجوي منها ما يعرف بالميكروباروغراف Microbarograph
стр. 393
خطوط الضغط المتساوية Isobars:
يمثل الضغط الجوي على الخرائط أحيانا بخطوط ضغط متساوية تشبه في طريقه رسمها خطوط الحرارة المتساوية. وترسم هذه الخطوط بعد قراءة أرقام الضغط الجوي من أجهزة القياس وتعدل هذه الأرقام حسب مستوى سطح البحر ثم ترسم على الخرائط، وتعدل على أساس بوصة لكل ألف قدم. وتوضح هذه الخرائط مناطق الضغط المرتفع والمنخفض وشدة التدرج في الانخفاض أو الارتفاع.
стр. 394
توزيع نطاقات الضغط الجوي وعلاقتها بالدورة الهوائية العامة:
يختلف سطح الأرض ما بين يابس وماء، وعليه فإن الضغط الجوي يختلف من منطقة إلى أخرى. ولذلك فإنه يمكن تقسيم سطح الأرض تقسيما عاما على نطاقات الضغط الآتية "شكل ٥٤".
أ- نطاق الضغط المنخفض الاستوائي Doldrums
ويتمركز هذا النطاق حول خط الاستواء، بين درجتي عرض ٥ ْشمالا و ٥ ْجنوبا، وينشأ هذا النطاق نتيجة ارتفاع درجة الحرارة طول العام وتمدد الهواء وقلة كثافته بسبب تمدده. أضف إلى ذلك زيادة البخر وبالتالي وفرة الرطوبة مما يؤدي إلى وجود تيارات هوائية صاعدة. ويطلق على هذا النطاق نطاق الركود الاستوائي أو "الرهو الاستوائي" ويتزحزح هذا النطاق شمالا وجنوبا مع حركة الشمس الظاهرية صيفًا وشتاءً.
стр. 395
ب- نطاق عروض الخيل Horse Latitudes "الضغط المرتفع وراء المدارين"
يمتد هذان النطاقان ما بين درجتي عرض ٢٥ ْ ,٣٥ ْ تقريبًا في كل من نصفي الكرة الشمالي والجنوبي.
شكل "٥٤": مناطق الضغط العامة
ويرجع وجود هذين النطاقين جزئيًّا إلي هبوط الهواء الذي تصاعد بفعل حرارة الشمس حول خط الاستواء، ثم يأخذ في البرودة تدريجيًّا في طبقة التروبوسفير. وما يلبث هذا الهواء أن يبرد ويهبط نحو سطح الأرض في عروض الخيل. وتتجه الرياح التجارية من هذين النطاقين نحو مناطق الضغط المنخفض المجاورة.
ويعتقد بأن تسمية عروض الخيل جاءت نتيجة مشاهدة المسافرين عبر المحيط الأطلسي في الماضي كثيرا من الخيول الميتة في هاتين المنطقتين، إذ إنه من المعروف أن الريح تكون ساكنة في عروض الخيل، وأن السفن
стр. 396
الشراعية كانت تحتاج إلى مدة أطول في سفرها من أوروبا إلى الأمريكتين وبالعكس إذا ما أبحرت عبر أي من هاتين المنطقتين, وكثيراً ما كان يؤدي طول مدة السفر إلى نفاذ أعلاف الخيول المنقولة من أوروبا إلى الأمريكتين قبل وصولها. ولذلك كانت تموت بعض الخيول وتلقى في البحر.١
ج- نطاق الضغط المنخفض قرب الدائرتين القطبيتين:
ويتكون هذان النطاقان بالقرب من الدائرتين القطبيتين الشمالية والجنوبية بسبب وجود تيارات هوائية صاعدة. كما أنهما ينحصران ما بين دائرتي عرض ٤٥ ْ,٦٠ ْشمالا وجنوبا تقريبا. وتتجه إلى هذين النطاقين الرياح القطبية الباردة التي تهب من المناطق القطبية الشمالية والجنوبية، والرياح العكسية من نطاقي الضغط المرتفع عند عروض الخيل.
د- نطاقا الضغط المرتفع القطبي Polar High pressure:
تؤدي شدة البرودة وقلة الرطوبة إلى وجود هذين النطاقين، كما يساعد على تكوين هذين النطاقين وجود التيارات الهوائية الهابطة.
стр. 397
الرياح
مدخل
...
٣- الرياح:
الرياح عبارة عن هواء متحرك أفقيا من أماكن ذات ضغط جوي مرتفع إلى أماكن أخرى ذات ضغط جوي منخفض.
стр. 398
الضغط الجوي وأثره في دورة الرياح:
سبقت الإشارة إلى أن أشعة الشمس هي السبب الأساسي في تغيرات الطقس والمناخ، إذ إن أشعة الشمس تعمل على تسخين الهواء وتمدده.
стр. 399
ويؤدي ذلك إلى قلة الضغط، ومن ثم تتحرك الرياح من مناطق الضغط المرتفع إلى الضغط المنخفض.١ وبسبب دوران الأرض حول نفسها، فإن الرياح لا تتجه مباشرة من مناطق الضغط المرتفع إلى مناطق الضغط المنخفض بل تنحرف إلى يمين اتجاهها في نصف الكرة الشمالي، وإلى يسار اتجاهها في نصف الكرة الجنوبي "شكل ٥٥" وتعرف هذه الحقيقة باسم قانول فرل Ferrels Law أو قاعدة كوريولس Coriolis ويزيد انحراف الرياح كلما زاد الاتفاع عن سطح البحر حتى يصير موازيا لخطوط الضغط على ارتفاع يزيد على ٢٠٠٠ قدم "٦١٠م".
ويقاس اتجاه الرياح بجهاز يعرف باسم دوارة الرياح Wind Vane "شكل ٥٦" حيث تعرف الرياح باسم الجهة التي تأتي منها. أما سرعة الرياح فتقاس بجهاز يعرف باسم الأنيمومتر Anemometer "شكل ٥٧" وتقاس سرعة الرياح بالمتر في الثانية أو الميل في الساعة أو "Knot" العقدة، "١.١٥ميل". وتصنف الرياح حسب سرعتها إلى المسميات الآتية:
стр. 400
شكل "٥٦": دوارة الرياح
стр. 401
أسماء الرياح وفق مقياس بوفور Beaufo١
стр. 402
أنواع الرياح:
الرياح ليست إلا هواء متحركا تتحكم في حركته وسرعته واتجاهه مناطق الضغط المنخفض، وتنقسم الرياح إلى عدة أنواع هي:
١- رياح دائمة:
وهي التي تهب طول العام بنظام ثابت مثل:
стр. 403
- الرياح التجارية The Trades وتهب من مناطق الضغط المرتفع وراء المدارين نحو منطقتي الضغط المنخفض الاستوائي. وعمومًا تكون هذه الرياح شمالية شرقية في نصف الكرة الشمالي، وجنوبية شرقية في نصف الكرة الجنوبي.
- الرياح العكسية The Westerlies ويكون اتجاهها جنوبيا غربيا في نصف الكرة الشمالي، وشماليًّا غربيًّا في نصف الكرة الجنوبي، وتندفع هذه الرياح من مناطق الضغط المرتفع دون المداري إلى مناطق الضغط المنخفض دون القطبي. وتكون الرياح العكسية أشد حرارة من المناطق التي تهب إليها، لذلك فهي تعمل على تخفيف حدة البرودة.
شكل "٥٧": الأنيمومتر
стр. 404
- الرياح القطبية The Polar Winds ويكون اتجاه هذه الرياح من المناطق القطبية صوب خط الاستواء، وتكون شمالية شرقية في نصف الكرة الشمالي، وتكون جنوبية شرقية في نصف الكرة الجنوبي.
٢- الرياح الموسمية The Monsoons:
تتميز الرياح الموسمية بأنها تغير اتجاهها ما بين الصيف والشتاء تغييراً تاما، وغالبا ما ينحصر نطاق هبوبها ما بين المدارين، وتعتبر قارة آسيا أكثر قارات العالم تعرضا للرياح الموسمية وذلك على سواحلها الجنوبية والشرقية "شكل ٥٨أ".
شكل "٥٨أ" الرياح الموسمية على آسيا "فصل الشتاء".
стр. 405
وتنشأ الرياح الموسمية نتيجة لوجود مساحات من اليابس شاسعة الامتداد تجاورها محيطات، وبسبب اختلاف الحرارة النوعية لكل من الماء واليابس، فإن مناطق من الضغط المرتفع تتكون على الماء في فصل الصيف، بينما تتكون مناطق من الضغط المنخفض على اليابس، فتندفع الرياح من الماء إلى اليابس، ويحدث العكس في الشتاء؛ حيث يرتفع الضغط على اليابس، فتندفع منه الرياح إلى الماء. ويعتبر المحيط الهندي أهم المناطق التي تهب منه وإليه الرياح الموسمية "شكل ٥٨ب"
شكل "٥٨ب" الرياح الموسمية على آسيا " فصل الصيف"
стр. 406
٣- الرياح المحلية:
يمكن تقسيم الرياح المحلية إلى:
- رياح تنشأ نتيجة مجاورة اليابس والماء، وهي ما تعرف بنسيم البحر Sea Breeze ونسيم البر Land Breeze.
- رياح تنشأ نتيجة اختلافات تضاريسية كما هي الحال بالنسبة لنسيم الجبل والوادي.
- رياح ترتبط بالانخفاضات الجوية.
وفيما يلي وصف كل نوع من هذه الأنواع الثلاثة:
أ- نسيم البحر والبر:
تتعرض المناطق الساحلية لهذا النوع من الرياح المحلية بسبب اختلاف الحرارة النوعية لكل من اليابس والماء، حيث يسخن اليابس في النهار بسرعة فيتمدد الهواء الملامس له، وبالتالي ينخفض الضغط الجوي، فيندفع الهواء البارد نسبيًّا من البحر ليحل محله. وفي أثناء الليل يحدث العكس. حيث يبرد اليابس بسرعة فيتكون عليه ضغط مرتفع نسبي بينما يكون الهواء فوق سطح الماء دفيئا، فيندفع الهواء من اليابس نحو البحر "شكل ٩". وتحدث ظاهرة نسيم البر والبحر في طبقات الجو السفلية، ويتراوح عرض المناطق الساحلية التي تتأثر بها ما بين ١٥، ٥٠ كيلو مترا حيث تتسع المنطقة التي تتأثر بها في العروض المدارية وتضيق في العروض المعتدلة.
ب- نسيم الجبل ونسيم الوادي:
وهو عبارة عن رياح يومية مثل نسيم البر والبحر. حيث يسخن الهواء خلال فترة الظهيرة على سفوح الجبال، فيتمدد الهواء ويصعد إلى
стр. 407
أعلى ويحل محله هواء من باطن الوادي، ويطلق على هذا الهواء الصاعد الدفيء اسم نسيم Anabatic Wind، وبعد غروب الشمس يتحرك الهواء البارد من سفوح الجبال نحو الأودية والمناطق المنخفضة المجاورة، ويعرف هذا الهواء المتحرك باسم الجبل Katabatic Wind "شكل ٦٠". ويكون هذا النسيم عادة شديد البرودة إذا ما كانت قمم الجبال مغطاة بالجليد.
شكل "٥٩":
ج- الرياح المحلية المرتبطة بالانخفاضات الجوية:
تنقسم الرياح ذات الصلة بالانخفاضات الجوية إلى رياح تهب في مقدمة الانخفاضات الجوية وهي نوعان:
стр. 408
-الرياح المحلية الحارة:
وتتمثل في رياح الخماسين على مصر ورياح السموم على الجزيرة العربية، والهبوب على السودان، والقبلي على ليبيا، والسيروكو على شمال أفريقيا وتعبر البحر المتوسط إلى إيطاليا، ورياح الهرمتان على ساحل غرب أفريقيا١.
ومعظم هذه الرياح المحلية الحارة تهب في فصل الربيع في مقدمة الانخفاضات الجوية وتكون محملة بالأتربة والرمال.
شكل "٦٠": نسيم الجبل والوادي
- الرياح المحلية الباردة:
مثل رياح المستراك Mistral على وادي الرون بفرنسا وتهب في فصل الشتاء وهي شديدة البرودة، ورياح البورا Bora، وتهب كذلك في فصل الشتاء على إيطاليا، وهي شديدة البرودة، وكذلك البوسترز Busters على السواحل الجنوبية الشرقية لاستراليا.
стр. 409
وهناك رياح محلية أخرى دفيئة في المناطق الجبلية تكتسب دفئها نتيجة هبوبها على منحدرات الجبال مما يؤدي إلى تسخين الهواء، ومن أمثلة هذه الرياح: رياح الفهن Fohn على المنحدرات الشمالية لجبال الألب في سويسرا، ورياح الشنوك Chinook على السفوح الشرقية بجبال الروكي وتذيب هذه الرياح الثلوج. ومن هنا تجد أن كلمة شنوك كانت مستعملة عند بعض قبائل الهنود الحمر بأمريكا الشمالية وهى تعني آكلة الثلوج، وتظهر هذه الرياح في ولاية ألبرتا بكندا، وكلورادو في الولايات المتحدة، ولهذه الرياح أهمية عند الرعاة؛ لأنها تذيب الثلج، فيتوافر الماء اللازم لنمو العشب.
الكتل الهوائية Air masses:
يسعى رجال الأرصاد إلى تحسين الأساليب المتبعة في تحليل الحقائق المناخية التي تسجلها أجهزة الأرصاد؛ ليعينهم ذلك في عمليات التنبؤ الجوي بدقة، وقد استطاع فريق من علماء الأرصاد الاسكندنافيين، خلال الحرب العالمية الأولى من تطوير مفهوم عن الكتل الهوائية وجبهاتها، وكان الفريق يضم جاكوب بيركنز Jacob Bierkens من النرويج وكارل جوستاف روسبي Carl- Gustaf Rossby من السويد.
والكتلة الهوائية عبارة عن جزء من الغلاف الغازي يغطي مساحة كبيرة من اليابس أو الماء، ويتميز بتجانس عناصر المناخ ولا سيما الحرارة والرطوبة في قطاعاته الأفقية، وتزيد المساحات التي تتكون عليها الكتل الهوائية على عشرات الآلاف من الأميال المربعة كما يصل سمك الهواء فيها إلى بضعة آلاف من الأقدام، وتكتسب الكتل الهوائية خصائصها نتيجة لبقاء الهواء ساكنا أو متحركا، حركة بطيئة لمدد طويلة فوق سطح اليابس
стр. 410
أو الماء متجانس، وفي ظل هذه الظروف يكتسب الهواء المكون للكتل خصائصه المناخية، وتبقى الكتل الهوائية في مكانها حتى إذا ما تغير الضغط في المناطق المجاورة، فإنها تتحرك تبعًا لذلك وتحمل معها خصائصها المناخية، وتنقسم الكتل الهوائية تبعا لمناطق تكونها إلى أربعة أنواع رئيسية هي:
أ- الكتل القطبية القارية "Continental Polar "c.p:
وتنشأ فوق المناطق القارية التي قد يغطيها الجليد مثل غرينلند وسيبريا وشمال كندا. وتتميز هذه الكتل بشدة البرودة والجفاف.
ب- الكتل القطبية البحرية "Maritime Polar"M.p:
وتتميز ببرودتها مع ارتفاع نسبة الرطوبة بها، وتتكون هذه الكتل فوق المحيطات في العروض العليا الباردة كما هي الحال في شمالي المحيط الهادي والمحيط الأطلسي والمياه المحيطة بقارة أنتاركتكا.
ج- كتل مدارية قارية "Continental Tropical "C.T:
وتنشأ فوق القارات في المناطق المدارية، وتكون هذه الكتل شديدة الجفاف ومحملة بالأتربة.
د- الكتل المدارية البحرية "Maritime Tropica; "M.T:
وتتكون فوق المحيطات المدارية، وتكون دفيئة ومحملة ببخار الماء وتؤدي أحيانًا إلى سقوط الأمطار المصحوبة بعواصف رعدية.
وأحيانا يضاف حرف "S "، اختصار Stable إلى مركز الكتلة إذا كانت الكتل مستقرة كما هي الحال عند تحرك الكتل المدارية إلى مناطق
стр. 411
باردة، أما إذا اتجهت الكتل إلى مناطق أدفأ، فإن ذلك يؤدي إلى تسخين الطبقات السفلى منها وحدوث تيارات هوائية صاعدة، وهذا بالتالي يؤدي إلى عدم استقرارها، كما يحدث عند تحرك كتل مدارية بحرية إلى اليابس في فصل الصيف، ويضاف حرف "U" للدلالة على عدم الاستقرار.
ويضاف حرف "K" من الكلمة الألمانية Kalt بمعني بارد إذا كان الهواء في الكتلة أبرد من السطح الذي يتحرك فوقه. كما يضاف حرف "W" من الكلمة الألمانية Warm بمعني دافئ إذا كان هواء الكتلة أدفأ من السطح الذي يتحرك فوقه.
ويتوقف أثر الكتل الهوائية على الأقاليم التي تنشأ فيها، والأقاليم التي تتحرك إليها، وهناك أقاليم تكون حلبة صراع للكتل الهوائية المختلفة كما هي الحال في غرب أوروبا.
وعندما تلتقي كتلتان هوائيتان تختلف إحداهما عن الأخرى من حيث الحرارة والرطوبة تتكون فيما بينها جبهات هوائية Air Fronts عريضة تمتد من بضعة أميال إلى عشرات الأميال في العرض. وتكون هذه الجبهات عرضة للاضطرابات الجوية والعواصف ويندفع الهواء البارد بسبب ثقله تحت الهواء الدفيء، وغالبا ما تسقط الأمطار المعروفة بأمطار الجبهات Frontal Rains
الأعاصير وأضداد الأعاصير:
تحدث الأعاصير Cyclones نتيجة تقابل كتلتين هوائيتين مختلفتين، إحداهما دفيئة رطبة، والثانية باردة. تندفع الكتل الباردة صوب الجنوب تحت الكتل الدفيئة التي تتجه صوب الشمال في نصف الكرة الشمالي، في هذه الأثناء يحدث إعصار أو أكثر. والإعصار عبارة عن اندفاع الرياح
стр. 412
الباردة في اتجاه عكس عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي، ومع اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي "شكل ٦١". ويصحب الإعصار غالبا سقوط الأمطار، وأهم مناطق حدوث الأعاصير في العروض الوسطى هي شمال غربي أوروبا، وشمالي غربي وشمال شرقي أمريكا الشمالية، وحوض البحر المتوسط. وعموما فإن مناطق الانخفاضات الجوية تتركز ما بين درجتي عرض ٣٥ ْو ٦٥ ْفي نصف الكرة. وتتحرك الانخفاضات الجوية من الغرب إلى الشرق. عموما مع انحرافات قليلة صوب الشمال أو الجنوب، وتتفاوت سرعة تحرك الانخفاضات الجوية ما بين أقل من عشرة كيلو مترات إلى نحو ثلاثين كيلو مترًا في الساعة، وتختلف الانخفاضات الجوية كذلك من حيث مساحتها، فبعضها يزيد قطره قليلا على ١٦٠ كم وبعضها الآخر يزيد قطره على ألف وستمائة كم.
شكل "٦١": الأعاصير وأضداد الأعاصير
стр. 413
أضداد الأعاصير:
أضداد الأعاصير Anticyclones عبارة عن مناطق من الضغط المرتفع تحيط بها مناطق من الضغط المنخفض؛ حيث تخرج الرياح من الداخل نحو الخارج وتدور في اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي وعكس عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي "شكل ٦١". وغالبا ما يكون سبب حدوث أضداد الأعاصير هو الهواء القطبي الذي يكون ذا ضغط مرتفع، ويتحرك صوب خط الاستواء حيث يقابل كتلا هوائية ذات ضغظ منخفض.
العواصف المدارية:
تتعرض المناطق المدارية لأنواع مختلفة من الأعاصير تكون مصحوبة بالسحب والأمطار. وتختلف هذه العواصف من حيث سرعتها وخطورتها، وقد بلغت أقصي سرعة للرياح في الساعة ٢٣١ ميلا "أي نحو ٣٧٠كم"، وقد سجلت هذه السرعة في أبريل عام ١٩٣٤م على جبل واشنطون، ومن أهم المناطق التي تتعرض لهذه العواصف المدارية خليج البنغال، البحر العربي، خليج المكسيك، بحر الصين، والمناطق المجاورة لها.
وأهم أنواع هذه العواصف هي:
أ- الهاريكين Hurricane: وتهب على خليج المكسيك، وجزر الهند الغربية، وجنوب شرقي الولايات المتحدة الأمريكية. وقد تصل سرعة الهاريكين إلي ١٥٠ ميلا "٢٤٠كم" في الساعة مما يسبب أضرارا جسيمة للمنشآت والسفن ويسبب كذلك الفيضانات التي تكتسح السواحل، وتهب عواصف الهاريكين بمعدل سبع مرات في السنة في نهاية الصيف وأوائل الخريف.
стр. 414
ب- التيفون Typhoon: وتهب عواصف التيفون على منطقة بحر الصين، وتزيد سرعتها في كثير من الأحيان على ١٠٠ ميل في الساعة "١٦٠ كم" وتشبه عواصف التيفون عواصف الهاريكين. وهي تهب في الصيف والشتاء.
جـ- التورنادو Tornado: أكثر أنواع العواصف تدميرا رغم صغر حجمها، وهي عبارة عن دوامة إعصارية تدور حول ضغط شديد الانخفاض مما يزيد في سرعة الرياح حتى تصل إلي أكثر من ٢٠٠ ميل في الساعة "٣٢٠ كم"، وعاصفة التورنادو حينما تتحرك تشبه القمع الذي يمتد من قاعدة سحاب نحو سطح الأرض، وتحدث تخريبا شديدا. ومن المناطق التي تتعرض لعواصف التورنادو الوادي الأدنى والأوسط لنهر المسيسبي، وولايات خليج المكسيك بالولايات المتحدة الأمريكية، واليابان، وغرب أفريقيا. وتحدث التورنادو فوق المحيطات أقماعاً مائية تصل في ارتفاعها إلي أكثر من مائة متر.
стр. 415
٤- الرطوبة الجوية والتكاثف:
تستخدم كلمة الرطوبة للدلالة على بخار الماء الذي يحتويه الهواء، ويكون بخار الماء في حالة غير مرئية. وتتشكل السحب بأنواعها من بخار الماء الموجود في الجو. ومن السحب تسقط الأمطار والثلج والبرد ويتكون الندى والضباب من الرطوبة الجوية كذلك.
وللدلالة على الرطوبة الموجودة في الهواء تستخدم مجموعة تعبيرات مثل: الرطوبة النسبية Relative Humidity، والرطوبة المطلقة Absolute Humidity والرطوبة النوعية Specific Humidity.
стр. 416
ويمكن تعريف كل من هذه الأنواع كالآتي:
أ- الرطوبة النسبية:
هى نسبة البخار الموجود فعلا في كتلة من الهواء إلى ما يمكن أن تحمله هذه الكتلة من الهواء لتصل إلى درجة التشبع في درجة الحرارة نفسها وتكون النسبة المئوية لدرجة التشبع هي ١٠٠%.
وعندما يذكر أن الرطوبة النسبية في الرياض في يوم من الأيام ٣٥% في حين أنه في جدة ٧٠%، وكانت درجة الحرارة متساوية في المدينتين، فإن هذا يعني أن الرطوبة النسبية في جدة هي ضعف ما هي عليه في الرياض، بمعنى آخر أن كمية الماء الموجودة في بوصة مكعبة من الهواء بجدة تعادل كمية البخار الموجودة في بوصتين مكعبتين من هواء الرياض، والرطوبة النسبية هى أكثر أنواع مصطلحات الرطوبة شيوعا واستعمالا، وعندما تتعدى الرطوبة النسبية ١٠٠%، فإن ذلك يعني أن الهواء قد زاد على درجة التشبع وأن عليه التخلص من الرطوبة الزائدة بأي شكل من الأشكال، إما عن طريق الندى أو المطر أو غيرهما.
ب- الرطوبة المطلقة:
وهي كمية بخار الماء الحقيقية الموجودة في الهواء، وتنسب كمية البخار بالغرامات على الحجم الذي يحتويها.
ج- الرطوبة النوعية:
وهي عبارة عن كتلة البخار بالغرامات في كيلو غرام واحد من الهواء، وتقاس رطوبة الجو بجهازي الهيغرومتر Hygrometer والسيكرومتر Psychromter
стр. 417
صور تكاثف بخار الماء:
يتكثف بخار الماء الموجود في الجو نتيجة لواحد أو أكثر من عوامل عديدة، أهمها: انخفاض درجة الحرارة، وانخفاض الضغط الجوي، ومقابلة الهواء الرطب لسطوح باردة وهواء أبرد منه، ويتكاثف بخار الماء على هيئة سحب إذا حدث تكاثف بخار الماء على ارتفاعات عالية، وعلى هيئة ضباب أو ندى إذا حدث تكاثف الرطوبة قرب سطح الأرض. والفرق بين الندى والضباب هو أن الندى Dew يتكاثف على السطوح المكشوفة، أما الضباب Fog فهو عبارة عن بخار ماء يتكاثف ويظل عالقا بالهواء قرب سطح الأرض ويعوق الرؤية إذا ما كان كثيفا.
ويعتبر المطر أهم مظاهر تكاثف بخار الماء، ويطلق أحيانا تعبير التساقط Precipitation على كل ما يسقط من بخار ماء سواء أكان في حالة سائلة مثل المطر أم في حالة صلبة مثل البرد والثلج.
ويسقط المطر إذا ما انخفضت درجة حرارة الهواء المشبع ببخار الماء إلى ما دون نقطة الندى. وتنقسم الأمطار إلى ثلاثة أنواع تبعًا لأسباب سقوطها على النحو التالي:
أ- أمطار تضاريسية Orographic or Relief Rain
وتسقط هذه الأمطار نتيجة لارتفاع الرياح المحملة ببخار إلى أعلى، وذلك إذا ما اعترضتها جبال أو مرتفعات "شكل ٦٢". وعندما ترتفع الرياح تنخفض درجة حرارة الهواء، فيتكاثف ما به من بخار ماء على هيئة مطر أو غيره من أنواع التساقط.
ب- أمطار التيارات الصاعدة Convectional Rain
وتعرف هذه الأمطار كذلك بالأمطار الانقلابية وهي تحدث نتيجة لتسخين الهواء وتمدده وارتفاعه على هيئة تيارات صاعدة حاملة معها بخار
стр. 418
الماء فيتكاثف ما بالهواء من بخار ماء، وذلك في طبقات الجو العليا، وغالبا ما تحدث هذه الأمطار بعد العصر أو في المساء وعلى الأخص في المناطق الاستوائية. وتستمر في السقوط إلي منتصف الليل تقريبا ثم تنقشع الغيوم. وتبدو السماء زرقاء صافية تكللها شمس ساطعة في الصباح. ويستمر الحال كذلك إلي أن تبدأ السحب في التجمع ساعة الظهيرة في كبد السماء. وما تلبث أن تهطل الأمطار حتى منتصف الليل وهكذا دواليك. والجدير بالذكر أن بعض سكان المناطق الاستوائية يستخدمون ساعة هطول الأمطار عندهم كل يوم في توقيتهم، فيقولون مثلا سأفعل كذا وكذا قبل أو بعد أن تهطل أمطار هذا اليوم.
ج- أمطار الجبهات أو الأمطار الإعصارية Frontal or Cyslonic Rain
وتسقط هذه الأمطار حينما تتقابل كتلة هوائية دفيئة، وكتلة هوائية باردة، فتضطر الكتلة الدفيئة إلي الارتفاع فوق الكتلة الباردة مما يؤدي إلي تكاثف الرطوبة العالقة بالهواء الدفيء
شكل "٦٢": المطر التضاريسي
стр. 419
ويقاس المطر بجهاز عبارة عن مخبار مدرج داخل إناء معدني ويتجمع المطار في المخبار المدرج، وتحسب كمية الأمطار بالبوصات أو المليمترات، ويعبر عن متوسط كميات الأمطار في المناطق المختلفة بخطوط تصل بين الأماكن التي تتساوى فيها كميات الأمطار، وتعرف هذه الخطوط بخطوط المطر المتساوي Isohytes.
وتوزع الأمطار على الخرائط كذلك وفق فصل سقوطها، فالنظام الاستوائي تسقط أمطاره طول العام، والنظام المداري تسقط معظم أمطاره في فصل الصيف وكذلك النظام الموسمي، وأما نظام البحر المتوسط "ما بين ٣٠ ْ, ٤٠ ْشمالا وجنوبا" فتسقط أمطاره في فصل الشتاء، ونظام غرب أوروبا على السواحل الغربية للقارات ما بين ٤٠ ْ، ٦٠ ْوأمطاره طول العام، وإن كانت نسبة كبيرة منها تتركز في فصل الشتاء، ونظام جنوب الصين في شرقي القارات ما بين ٢٥ ْ, ٣٥ ْشمالا وجنوبا, وأمطاره طوال العام وإن كانت نسبة كبيرة منها تتركز في فصل الصيف "شكل ٦٣".
стр. 420
شكل "٦٣": توزيع المطر الفصلي في العام
стр. 421
الفصل السابع: التربة والجغرافيا الحيوية
التربة
تعريف التربة
...
الفصل السابع: التربة والجغرافيا الحيوية
أولاً: التربة:
تعريف التربة:
يعرف الجغرافيون التربة بأنها الطبقة السطحية المفككة من قشرة الأرض والتي ينبت فيها النبات وتمتد فيها جذوره.١ وتؤثر التربة في الحياة النباتية من نواحٍ عديدة منها: قابلية البذور للإنبات، وتثبيت النبات، وقوة النمو الخضري، وتزويد النبات باحتياجاته.
стр. 422
مكونات التربة:
تتكون التربة من أربعة مكونات أساسية هي: المواد المعدنية، والمواد العضوية، والهواء، والماء "شكل ٦٤". وتوجد هذه المكونات الأربعة في حالة من التداخل وتختلف فيها من تربة إلى أخرى، ويتميز المحتوى العضوي للتربة بأنه ضئيل نحو ٥%، والمواد العضوية هى عبارة عن بقايا النباتات والحيوانات المتحللة.
стр. 423
شكل "٦٤" مكونات التربة
стр. 424
العوامل التي تؤثر في تكوين التربة:
تتأثر التربة في تكوينها بمجموعة من العوامل الرئيسية هي: الصخور الأصلية التي اشتقت منها التربة، والمناخ بعناصره المختلفة من رياح وأمطار، والسطح حيث تختلف خصائص التربات تبعًا لاختلاف مظاهر السطح؛ إذ إن انحدار السطح يؤدي إلى انجراف التربة، وتتميز تربات السهول بأنها سميكة، وتؤثر العوامل البيولوجية كذلك في التربة، فالنباتات التي تتحلل أوراقها والكائنات الحية الدقيقة والكبيرة تزيد من نسبة المواد العضوية في التربة. وللإنسان كذلك دور كبير في التربة، قد يكون عاملا مدمراً للتربة إذ لم يحسن استغلالها، وقد يكون عاملا محافظا على التربة إذا صانها واستغلها استغلالا مناسبا. ونظرًا لأهمية التربة فقد تم وضع ميثاق عالمي للتربة تبنته منظمة الأغذية والزراعة وصدر في ١٩٨١م يدعو لترشيد استخدام التربة والحفاظ عليها، ومن العوامل الأخرى المؤثرة في تكوين التربة- الزمن؛ فالزمن يعد لازما لتكوين التربة، ويعتقد العلماء أن بداية تكوين التربات على سطح كوكب الأرض ترجع إلى العصر السيلوري أي منذ ٣٥٠ مليون سنة١، ويختلف الزمن اللازم لتكوين التربة باختلاف صلابة المهد الصخري وما يسود من ظروف مناخية، وقد أثبتت الدراسات أن معظم الصخور الجرانيتية وما يماثل صلابتها تحتاج إلى مئات آلاف السنين حتى تتكون من فتاتها تربة نتيجة عوامل التعرية.
стр. 425
أثر التربة في النباتات:
يختلف تأثير التربة في توزيع النباتات باختلاف التربات واختلاف خصائصها، وتختلف التربات فيما بينها بسبب اختلاف الصخور الأصلية
