التساقط Precipitation "المطر Rainfll"

التساقط "المطر"
مدخل
...
9- 3- التساقط Precipitation "المطر Rainfll":
تمهيد- تعريف التساقط وأشكاله:
المقصود بالتساقط هو سقوط المواد الناتجة من تكثف بخار الماء في الجو إلى سطح الأرض أو البحر. وهو يحدث بشكلين رئيسيين هما: التساقط السائل وهو المطر بمعناه الضيق، والتساقط الصلب الذي يحدث بشكل ثلج snow أو برد Hail والأول منهما عبارة عن بلورات ثلجية خفيفة ذات أشكال هندسية وتتطاير عند سقوطها في الهواء، والثاني عبارة عن كرات صغيرة من الجليد تتكون عادة في سحب المزن الركامي في أثناء حدوث العواصف الرعدية.
وكثيرًا ما يكون التساقط مكونًا من خليط من التساقط السائل والتساقط الصلب، ويعرف في هذه الحالة بالتساقط المائي الثلجي sleet. أو التساقط المختلط.
ورغم هذا التقسيم فإن كلمة "مطر" تستخدم غالبًا لتشمل كل هذه الأشكال، ولهذا فإن الأرقام التي تنشرها محطات الأرصاد تحت عنوان "الأمطار" لا تقتصر على المطر السائل وحده بل تتضمن كذلك التساقط الصلب.
(1/211)
____
أنواع المطر "التساقط السائل"
مدخل
...
9- 3- 1- أنواع المطر- "التساقط السائل".
يشترط لسقوط المطر أن يرتفع الهواء المحمل ببخار الماء إلى مستويات تنخفض فيها درجة حرارته إلى ما دون نقطة الندى، ويحدث هذا الارتفاع نتيجة لأحد عوامل ثلاثة هي: التصعيد نتيجة لتسخين سطح الأرض، أو اعتراض
(1/211)
____
الجبال طريق الرياح، أو صعود الهواء الدافئ فوق الهواء البارد عند تقابلهما. وعلى أساس هذه العوامل الثلاثة يقسم المطر إلى ثلاثة أنواع هي: مطر التصعيد، ومطر التضاريس، ومطر الأعاصير، وعلى الرغم من أن كل نوع من هذه الأنواع له أسبابه ومميزاته الخاصة فإن أيًّا منها لا يظهر مستقلًّا تمامًا عن النوعين الآخرين، وكثيرًا ما يوجد أكثر من نوع واحد في المنطقة الواحدة وكل ما هنالك هو أن أحد الأنواع يكون سائدًا على غيره.
(1/212)
____
أ- مطر التصعيد Convectional Rain:
وهو الذي يسقط نتيجة لتسخين سطح الأرض وارتفاع الهواء بشكل تيارات صاعدة، فإذا كان الهواء محملًا ببخار الماء فإن هذا البخار يتكثف في أعلى التربوسفير وتتكون سحب من نوع المزن الركامي الذي ينهمر منه المطر بغزارة ويكون مسحوبًا في الغالب بعواصف رعد1 Thunder storms وتتوقف غزارة هذا المطر على ثلاثة عوامل هي: مدى نشاط التيارات الصاعدة، وكمية بخار الماء التي تحملها، ودرجة حرارة الطبقات التي تتجمع فيها السحب، فكلما كانت التيارات نشطة ومحملة ببخار الماء وكان الفرق بين درجة حرارة سطح الأرض ودرجة حرارة الطبقات التي تتجمع فيها السحب كبيرًا كلما اشتدت غزارة المطر.
وهذا النوع من المطر هو النوع السائد في معظم السهول والهضاب الواقعة في العروض الاستوائية والمدارية مثل سهول السودان وحوض الكونغو وهضبة البحيرات في إفريقية، وسهول حوض نهر الأمزون الهضاب المدارية المحصورة بين جبال الإنديز في أمريكا الجنوبية، كما يظهر كذلك في السهول المعتدلة الواقعة في وسط كتل اليابس الكبرى مثل كتلة أوراسيا. وفي أغلب الأحيان تكون أمطار السهول الاستوائية أكثر من أمطار الهضاب التي تقع في نفس خطوط العرض. ويرجع ذلك إلى أن التيارات الصاعدة تكون أنشط في
__
1 سنعود للكلام على هذه العواصف بعد قليل.
(1/212)
____
السهول منها على الهضاب بسبب الفرق الحراري بينهما، وهذا هو السبب في أن أمطار حوض الكونغو مثلًا أكثر من أمطار هضبة البحيرات الواقعة إلى الشرق منها حيث يبلغ معدل المطر السنوي في حوض الكونغو حوالي 180سم بينما يبلغ حوالي 100سم على الهضبة. ومثل هذا يمكن أن يقال كذلك عن أمطار حوض الأمزون وأمطار أكوادور. وتعتبر أمطار الصحاري كذلك من أوضح الأمثلة على مطر التصعيد. وهي إن سقطت فإنما تنهمر بشكل مفاجئ وبغزارة شديدة تؤدي إلى حدوث سيول جارفة قد تقطع الطرق وتغرق الواحات والقرى. وتتميز أمطار الأقاليم الاستوائية بأن لها نظامًا يوميًّا يرتبط بخط السير اليومي لدرجة الحرارة، ولذلك فإنها تسقط غالبًا بعد الظهور بعد أن تكون سحب المزن الركامي التي كونتها التيارات الصاعدة قد بلغت أعظم سمك لها وحجبت السماء كلها.
(1/213)
____
ب- مطر التضاريس Orographic "or Relief" Rain:
ويقصد به المطر الذي يسقط نتيجة لارتفاع الهواء المحمل ببخار الماء على جوانب الجبال. وتتوقف غزارة هذا المطر على كمية البخار التي يحملها الهواء وارتفاع الحافة الجبلية التي تعترضه، ولذلك فإن هذا النوع من المطر يكثر بصفة خاصة على جوانب الجبال المرتفعة التي تهب عليها الرياح عمودية من ناحية المحيط، خصوصًا إذا كانت مياه هذا المحيط دافئة. وتسقط معظم أمطار التضاريس على المنحدرات المواجهة لهبوب الرياح مباشرة Windward slopes أما المنحدرات التي في منصرف الريح "Lee slopes" فتقل عليها الأمطار أو تنعدم حيث تكون الرياح قد أفرغت معظم حمولتها من الماء على المنحدرات الأولى. ويطلق تعبير "ظل المطر Rain shadow" على المناطق الواقعة على الجانب غير الممطر من الجبال.
وعلى الرغم من أن مطر التضاريس يتزايد عمومًا كلما زاد الارتفاع فإن هذا التزايد يتوقف عند مستوى معين، ثم يأخذ المطر في التناقص كلما زاد الارتفاع عن هذا المستوى، وذلك لأن حمولة الهواء الصاعد من البخار تأخذ
(1/213)
____
في التناقص نتيجة لتحولها إلى مطر في أثناء الصعود. وليس هناك على أي حال معدل ثابت لتزايد المطر بالارتفاع لأن هذا المعدل يتأثر بعوامل أخرى غير الارتفاع ومنها شدة الانحدار واتجاه الرياح بالنسبة لاتجاه الحافة الجبلية، ومع ذلك فإن المعدل التقريبي لهذا التزايد هو 2% إلى 5% كلما زاد الارتفاع عشرين مترًا، حتى نصل إلى مستوى معين يكون فيه المطر أشد غزارة منه في أي مستوى آخر. ويمكننا أن نطلق على هذا المستوى اسم مستوى أغزر المطر "Level Maximum Rain" وهو ليس واحدًا في جميع الأقاليم أو في جميع الفصول، فهو في الأقاليم الجافة أعلى منه في الأقاليم الرطبة، ففي جزيرة جاوة يوجد هذا المستوى على ارتفاع 1000 متر بينما يوجد على ارتفاع 1500 متر فوق جبال غات الغربية وعلى ارتفاع 2200 متر فوق جبال الألب، كما أنه يكون في فصل الصيف أعلى منه في فصل الشتاء.
وتسود أمطار التضاريس بصفة خاصة في الأقاليم المدارية على منحدرات الجبال التي تهب عليها الرياح التجارية أو الرياح الموسمية من ناحية البحر. ونظرًا لدفء المياه وقوه الرياح وشدة ارتفاع بعض الجبال وهبوب الرياح عمودية عليها في بعض المناطق فإننا نلاحظ أن أكثر بقاع العالم مطرًا موجودة في هذه الأقاليم، ومن أمثلتها منطقة شيرابونجي الواقعة على الجانب الجنوبي لجبال خاسي "Khasi" في أسام في شرق الهند على ارتفاع 1350متر، وفيها يبلغ المعدل السنوي للمطر 11.5 متر. ويأتي أغلبها في فصل الصيف نتيجة لاندفاع الرياح الموسمية الجنوبية الغربية نحوها من خليج بنغال وانحصارها بين سلاسل الجبال العالية. ومن أمثلتها أيضًا جزيرة كاواي "Kauai" وهي إحدى جزر هواي، وفيها يبلغ المعدل السنوي للمطر 12مترًا بسبب هبوب الرياح التجارية الرطبة عليها طول السنة، وكذلك المنحدرات الغربية لجبال الكاميرون في غرب إفريقية، وفيها يبلغ المعدل السنوي عشرة أمتار نتيجة لهبوب الرياح الجنوبية الغربية عليها طول السنة من خليج غانة الدافئ.
(1/214)
____
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
(1/215)
____
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
__
1 Burgss R Meteorology for seamen 2 nd ed 1952 p 55.
(1/216)
____
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
__
1 Horrocks, N.K., "Physial geography and climatogly." 1953. P 229
(1/217)
____
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
(1/218)
____
شكل "55" المتوسط السنوي لعدد أيام عواصف الرعد في العالم
(1/219)
____
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
(1/220)
____
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
(1/221)
____
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
(1/222)
____
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
__
1 Wiesner, C.J., "Hydrometeorology" 1970 Barnes & Noble U.S.A PP 90-11
(1/223)
____
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
(1/224)
____
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
__
1 wiesner. C. j op. c.t.p.91
(1/225)