الضغط والرياح

2012 دليل الطقس

روس رينولدز

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

علوم الأرض والجيولوجيا

إنّ الفرق بين الضغط المرتفع والمنخفض عبر سطح الكرة الأرضية هو القوة الدافعة الأساسية التي تجعل الهواء يتحرك.

خذ على سبيل المثال الفرق في الضغط بين مركزي “منخفض أيسلندة” و“مرتفع آزوريس” خلال شتاء المحيط الأطلسي الشمالي الذي تم تقديره باستخدام خرائط الأحوال الفصلية القصوى. ويتبين أنّ الفرق هو حوالي 25 ميليبار. وبحساب المسافة بين الاثنين، التي تُقدّر بحوالي 2500 كم (1500 ميل)، تُصبح في حوزتنا المعلومات الضرورية لحساب تدرج الضغط الأفقي – أو سرعة تغير الضغط عبر سطح البحر. وفي هذه الحالة، ستكون حوالي 1 ميليبار كل 100كم (60 ميلاً). وهذا تدرج حاد إلى حد ما مما يعني أن سرعة الرياح على سطح البحر في منتصف الطريق بين آزوريس و أيسلندة هي، في المتوسط خلال فصل الشتاء ، حوالي 16م/ثا أو حوالي 35 أو 36 ميلاً/ساعة (56-58كم/سا).

سيؤدي الفرق الكبير في الضغط بين مرتفع ومنخفض متجاورين إلى تدرج حاد وقوة دفع قوية للهواء، بينما سيولد تدرج أضعف بكثير من هذا قوة أقل. فكلما ازداد انحدار التدرج، كلما ازدادت قوة الرياح.

إنّ الفرق بين «قمة» الهواء فوق مرتفع وقمة الهواء فوق منخفض يدفع الهواء

من المرتفع نحو المنخفض، وسيقلّل هذا التدفق كتلة الهواء في العمود فوق المرتفع، مما يُسبب هبوط الضغط، وازدياد كتلة الهواء في منطقة المنخفض مما يُؤدي إلى ارتفاع الضغط.

بالرغم من أنّ الهواء يتدفق من مناطق الضغط المرتفع نحو مناطق الضغط المنخفض، فإنّ اتجاه التدفق، أو الرياح، ليس مستقيماً من واحد إلى الآخر، حيث يُسبب دوران الكرة الأرضية انحراف هذه الرياح بحيث تهب بشكل حلزوني من المرتفعات إلى المنخفضات. إنّ اتجاه معدل الرياح السائدة عبر سطح الكرة الأرضية في كانون الثاني/يناير وتموز/يوليو يتعلق بشكل قوي باتجاه خطوط تساوي الضغط الجوي. إنّ خطوط تساوي الضغط الجوي هي تمثيل بياني لتلك الرياح على خرائط الطقس (انظر الصفحة 116): خطوط مستوية تربط الأماكن التي لها نفس قيمة معدل الضغط الجوي على مستوى سطح البحر. وتُرسم عادةً بقيم «قياسية» مثل 1،000ميليبار وزائد أو ناقص 4 ميليبار (أي، 996 و 1،004 ميليبار). على كل حال، لا تتدفق الرياح بشكل موازٍ تماماً لخطوط تساوي الضغط الجوي بل تقطعها بزاوية تمشياً مع طبيعتها الحلزونية.على السطح وعبر الغلاف الجوي السفلي، يجب استبدال الهواء الذي يدور بشكل حلزوني خارج ضد الإعصار (أنظر الصفحة 25) بهواء يهبط ببطء ضمن المرتفع، مما يعني أنّ الهواء الذي يدور إلى مناطق الضغط المنخفض يجب أن يرتفع. وهذه الحركات الصاعدة والهابطة هامةٌ جداً، وبدونها لن يكون هناك الطقس كما نعرفه.

يتميز ضد الإعصار بهواء يهبط بشكل عميق ، بينما يتميّز الإعصار بدفقات صاعدة على نطاق واسع قد تصل إلى ارتفاعات عالية جداً. تؤدي هذه الحركة الصاعدة الواسعة في الإعصار إلى سحب وأمطار أو ثلوج، كون صعود الهواء هو طريقة الطبيعة المفضلة لإنتاج ملامح الطقس هذه. ولكن في مناطق الضغط المرتفع يؤدي صعود الهواء على نطاق واسع عادةً إلى أحوال جافة، بالرغم من إمكانية حدوث طبقة منخفضة واسعة من السحب.