نشاط عملي يوّضح طريقة تكوين حبات بَرَد

2011 الطقس والمناخ

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

طريقة تكوين حبات بَرَد حبات بَرَد علوم الأرض والجيولوجيا

الأهداف:

1- تمثيل الطريقة التي تتكوّن فيها حبّات البَرَد.

2- فحص الطبقات المنفصلة التي تشكل الجزء الداخلي لحبّة البَرَد.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– ثلاثة أو أربعة أوعية مرنة مختلفة الأحجام

– ماء

– مجمِّدة

– أصبغة غذائية (بلونين مختلفين على الأقل)

– ثلاجة

– قطعة قماش

– مطرقة

– طبق معدني مسطح (صينية)

– كوب قياس

 

خطوات العمل:

1- ضع قليلاً من الماء في كوب القياس واستخدم أحد الأصبغة الغذائية لتلوين الماء.

صبّ الماء في أصغر وعاء من تلك الأوعية الموجودة بين يديك. ضع ذلك الوعاء في المجمَّدة إلى أن يتجمّد الماء الموجود بداخله.

2– ريثما تتجمد محتويات الوعاء الأول، املأ نصف الوعاء التالي من حيث الحجم بالماء.

أضف لوناً آخر من الأصبغة الغذائية وامزج الخليط جيداً. ضع هذا الوعاء في الثلاجة إلى أن يصبح بارداً، ولكن تأكد من عدم تجمده إلى الحالة الصلبة.

 

3- أخرج قطعة الجليد من الوعاء الأول بقلبها في الوعاء الثاني الذي يحوي الماء البارد، ثم ضع هذا المزيج في المجمَّدة واتركه إلى أن يتجمد الماء لدرجة الصلابة.

4- كرر الخطوتين (2) و (3) إلى أن تستخدم جميع الأوعية، وتأكد من أنك تستعمل لوناً مختلفاً من الأصباغ الغذائية في كل وعاء.

وفي حال لم يتوافر لديك سوى لونين فقط بإمكانك استعمال اللونين بالتناوب.

5- ضع قطعة القماش على الطبق المسطح. عندما يتجمد الماء في الوعاء الأخير إلى درجة الصلابة اقلب حبة البَرَد على قطعة القماش وغطِّها من نهاية طرف قطعة القماش.

6- اطرق حبة البَرَد برفق بوساطة المطرقة كي تفتحها عن طريق الكسر (نفذ هذا الجزء من التجربة بوجود أحد الكبار).

ينبغي أن تنكسر الحبّة وتصبح مفتوحة لكي تظهر الطبقات المنفصلة داخلها.

 

إذا لم تتوافر لديك مجمِّدة بإمكانك صنع مجسّم لحبة البَرَد باستخدام صلصال اللعب. يلزمك خمسة أو ستة ألوان من الصلصال بالإضافة إلى خيط.

أولاً، قم بتشكيل كرة صغيرة من الصلصال وغلفها بطبقة أخرى من صلصال بلون آخر (إلى اليمين). استمر بإضافة طبقات الصلصال بألوان جديدة مختلفة (أو بتناوب الألوان) إلى أن تصبح لديك كرة كبيرة.

استعمل الخيط لقطع حبّة البَرَد المصنوعة من الصلصال إلى نصفين (أعلى اليسار) فتظهر لديك الطبقات (أسفل اليسار).

 

تحليل النشاط:

لقد صنعت في هذا النشاط حبّة بَرَد مستخدماً طبقات من الماء المجمد بطريقة تشبه تكوين البَرَد الموجود في الغيوم.

إن بعض أضخم حبّات البَرَد التي تم قياسها كانت بحجم ثمرة الليمون الهندي (كريب فروت) تقريباً، علماً أن حبات بَرَد أصغر من ذلك الحجم بعدة مرات تستطيع أن تسحق حقول المحاصيل الزراعية وتتلف ثمارها، لذلك يصبح إنتاج المواد الغذائية في المناطق التي يسقط فيها البَرَد على نحو منتظم أمراً في غاية الصعوبة.

قام المهندسون في روسيا في فترة سابقة بإطلاق صواريخ داخل السُحُب (الغيوم) الرعدية في محاولة لجعل حبّات البَرَد أصغر حجماً. احتوى كل صاروخ على يوديد الفضة الذي ساعد على تحويل حبات البَرَد المتجمدة إلى مطر.

 

تعدّ قطرات المطر المجمَّدة أحد أنواع أحوال الطقس. تتشكل قطرات المطر المتجمدة عندما تكوّن قطرات المطر في المستويات العالية من الغيوم ثم تهطل عبر طبقة رقيقة من الهواء البارد فوق مستوى اليابسة.

تتجمد تلك القطرات وتصل إلى الأرض على شكل نوع مبلل من الثلج يدعى «جَمَد المطر» أو الجليد المتميع (Sleet)، الذي يتجمع كجسيمات جليدية مدوَّرة.

يطلق بعض خبراء الأرصاد الجوية على التركيبة المؤلفة من الثلج وجَمَد المطر مصطلح (sneet).

 

وإذا اختلطت هذه التركيبة مع مطر ناعم جداً أو رذاذ (drizzle)، فتسمى (snizzle). تسقط هذه الأنواع من الهطل غالباً في شمال الولايات المتحدة مباشرة قبل هطول ثلجي رئيس.

إذا تساقط الثلج في أحوال عاصفة جداً تبلغ سرعة الرياح فيها أكثر من 35 ميلاً في الساعة (55 كم/ سا) فيسمى”عاصفة ثلجية عنيفة“ (blizzard)، وهي مفردة مشتقة من الكلمة الألمانية (blitzarting) التي تعني ”كالبرق“.

تكون ”العاصفة الثلجية العنيفة“ غالباً أبرد من العواصف الثلجية العادية بسبب الرياح القوية المصاحبة لها، ويُطلق على هذا الأثر مصطلح ”مُعامِل تبريد الرياح“.

 

وعلى سبيل المثال، إذا كانت درجة الحرارة الفعلية هي 38 درجة فهرنهايت (3 درجات مئوية) في منطقة سرعة الرياح فيها تبلغ 30 ميلاً في الساعة (48 كم/سا) فإن معامل التبريد يؤدي إلى إحساس الإنسان بأن درجة الحرارة تبلغ 10 درجات فهرنهايت (-12 درجة مئوية).

لكن الماء لا يتجمد في مثل هذه الأحوال نظراً لأن درجة الحرارة الفعلية أعلى من درجة التجمد.

 

ما العمل إذا لم تتجمّد حبّة البَرَد على النحو الصحيح؟

تأكد من تبريدك للماء في كل مرة تضيف فيها حبة البَرَد إلى وعاء جديد، لأنك إذا لم تفعل ذلك سيبدأ الجليد بالانصهار.

وعندما تطرق حبّة البَرَد بالمطرقة، ينبغي ألا تطرقها بشدّة، وإلا فلن يتبقى منها شيء!

 

حبّات بَرَد عملاقة

إن أضخم حبة بَرَد تم الإعلان عنها رسمياً في الولايات المتحدة قد سقطت في كوفيفيل بولاية كانساس في سبتمبر من العام 1970.

وقد بلغ عرض تلك الحبة الضخمة 17.5 بوصة، بينما بلغ وزنها 1.67 رطل.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]