الفصل السادس: المطر

الفصل السادس: المطر
مدخل
...
الفَصلُ السَّادِس: المَطَر
يعتبر المطر من أهم المظاهر التي يتحول إليها بخار الماء من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة في طبقات الجو العليا. وللمطر أهمية عظيمة: فمنه نستمد المياه العذبة اللازمة لحياتنا، وينساب جزء منه على سطح الأرض فيكون الأنهار التي تصب ماءها في البحار والمحيطات، وجزء آخر يتسرب في القشرة الأرضية مكونا مياها أرضية تنفجر في هيئة عيون وآبار، وجزء يتبخر فيصعد ثانية إلى الجو "شكل 129".
شكل "129": دورة المطر
قياس المطر:
تقاس كمية المطر بواسطة مقياس خاص يتكون من إناءين أحدهما معدني يتجمع فيها المطر. والآخر زجاجي مقسم إلى سنتيمترات تقاس به كمية المطر المتجمعة في الإناء المعدني.
ويتكون الجهاز المعدني كما في شكل "130" من:
شكل "130": مقياس المطر
1- جزء أعلى له فتحة مستديرة يدخل عن طريقها المطر، وفي نهاية هذا الجزء قمع.
2- جزء أسفل يمثل قاعدة لإناء آخر ذي فوهة ضيقة يتلقى الماء الذي ينزل من القمع.
وتراعى النسبة بين مساحة فوهة الإناء المعدني وبين مساحة قاعدة الإناء الزجاجي، فإذا كانتا متساويتين يكون حجم المطر الساقط في الإناء المعدني مساويا لحجمه في الإناء الزجاجي "شكل 131"، أما إذا كانت مساحة فوهة الإناء المعدني ضعف مساحة قاعدة الإناء الزجاجي، وكان ارتفاع المطر في الإناء المعدني ملليمترا واحدا، فإنه إذا وضع في الإناء الزجاجي سيكون ارتفاعه ملليمترين، وعلى ذلك يدرج الإناء الزجاجي بحيث تظل القراءة ملليمترا واحدا لأن كمية المطر المتجمعة في الإناء الزجاجي يدل على أن كمية المطر الساقطة هي ملليمتر واحد فقط. وكلما كبرت النسبة بين فوهة الإناء المعدني وقاعدة الإناء الزجاجي كلما كان المقياس دقيقا "شكل 132".
شكل "131": مساحة فوهة الإناء المعدني مساوية لمساحة قاعدة الإناء الزجاجي
وعلى أساس قياس المطر يمكن أن نحصل على معدلات شهرية وسنوية للكمية التي تسقط في الأقاليم المختلفة، كما يمكننا أن نرسم خطوطا تصل بين الأماكن التي تتساوى فيها كمية الأمطار، ويطلق عليها اسم خطوط المطر المتساوي. وتختلف هذه الخطوط عن خطوط الحرارة المتساوية أو خطوط الضغط المتساوية، إذ إنها عند رسمها لا تحتاج إلى تعديل الأرقام بالنسبة لسطح البحر، بل توضع على الخريطة كما هي بدون تعديل.
أنواع المطر
مطر التيارات الصاعدة
...
أنواع المطر: للمطر ثلاثة أنواع هي:
1- مطر التيارات الصاعدة:
وهو المطر الناتج عن صعود الهواء الرطب، كما في مناطق الرهو الاستوائية، حيث تشتد الحرارة، وتتصاعد التيارات الهوائية إلى طبقات الجو العليا فتبرد ويتكاثف ما بها من بخار الماء فيسقط المطر، وتتوقف غزارة هذا المطر على عاملين هما: كمية بخار الماء التي يحملها الهواء، ثم درجة الحرارة العليا التي تصعد إليها السحب.
شكل "132": كلما كبرت النسبة بين فوهة الإناء المعدني وقاعدة الإناء الزجاجي أمكن تقدير كمية المطر بكل دقة مهما صغرت
ويكثر هذا النوع من الأمطار في المناطق الاستوائية والمدارية، حيث يسقط بصورة منتظمة في جميع فصول السنة. ويحدث التصاعد الهوائي أثناء النهار الحار. ويتساقط المطر في المساء. والسحب المصاحبة لهذا النوع من الأمطار هي الركامي أو المزن الركامي. ويتصف المطر بالغزارة والانهمار في هيئة وابل، ولهذا فهو قد يضر المحاصيل، كما أن الجريان السطحي الغزير قد يجرف التربة ويؤدي إلى تعريتها.
2- مطر الأعاصير:
وهو مطر الرياح العكسية التي تكثر بها الانخفاضات الجوية المسماة بالأعاصير. ومن أمثلتها أمطار البحر المتوسط وأمطار غرب أوروبا.
ويتسبب في سقوطه مرور الأعاصير أو الانخفاضات الجوية، إذ يحدث أن يجذب الإعصار تيارين هوائيين مختلفي المصدر من حيث الحرارة. كأن يأتي تيار من الشمال البارد، وآخر من الجنوب الحار. أو الدفيء. وحينما يتقابلان تحدث عملية تصعيد للهواء الدافئ، لأنه الأخف وزنا، وحينما يعلو فإنه يبرد، ويتكاثف ما به من بخار ماء، فيسقط مطرا. ويكثر المطر بالطبع حينما يكون الهواء الصاعد غزير الرطوبة.
3- مطر التضاريس:
وهو المطر الذي يسببه اعتراض الهضاب المرتفعة أو الجبال للرياح المحملة ببخار الماء. حيث ترتفع الرياح فوق المرتفعات فتبرد، ويتكاثف ما بها من البخار فيسقط المطر، مثل أمطار الجهات الموسمية وأمطار الرياح المنتظمة.
وتكون المنحدرات الجبلية المواجهة لهبوب الرياح أكثر مطرا من المنحدرات المظاهرة لها، وتسمى السفوح الجافة التي لا يسقط عليها المطر بمنطقة "ظل المطر" ويزداد المطر في كميته كلما ازداد الارتفاع، حتى يصل إلى مستوى معين يأخذ بعده في التناقص، ويكثر مطر هذا النوع في كل الجهات الجبلية مثل جبال إسكندناوه في شمال غرب أوروبا، ومرتفعات الإنديز والروكي في غرب الأمريكتين، وجبال شبه جزيرة الهند وخاصة المنحدرات الجنوبية لجبال الهيمالايا.
نظم المطر
مدخل
...
نظم المطر:
ينبغي معرفة التوزيع الفصلي لكمية الأمطار الساقطة على كل إقليم من الأقاليم، وهذا ما يعرف بنظم المطر. ويمكن أن نميز بين النظم الأساسية ومميزات كل منها كما يلي:
النظام الاستوائي:
يظهر هذا النظام في الأقاليم الواقعة حول خط الاستواء من 5 درجات شمالا إلى 55 درجة جنوبا. وتسقط الأمطار فيه طوال العام، وليس هناك فصل جاف، وتزداد في الاعتدالين عندما تكون الشمس عمودية على خط الاستواء. وأهم أسباب المطر هنا كثرة التبخر ووجود التيارات الهوائية الصاعدة، وكثرة الزوابع الراعدة. ويبلغ متوسط ما يسقط من المطر بين متر ونصف إلى مترين في السنة. وهناك بالطبع اختلافات محلية، بسبب التباين في مظاهر السطح وتوزيع اليابس والماء، فأمطار حوض زائير أقل من أمطار جزر إندونيسيا وذلك لتضاريسها المرتفعة وإحاطة مياه المحيط بها.
شكل "133": توزيع المطر على العالم
3- النظام السوداني:
ويظهر في الأقاليم التي تقع بين خطي عرض 5 درجات - 20 درجة شمال وجنوب خط الاستواء. وخاصة في بلاد السودان وهضبة البرازيل، وأهم ما يميزه سقوط الأمطار صيفا، عندما تتعامد الشمس عليه، حين يقع في نطاق الضغط المنخفض فيما بين يونيو وسبتمبر. ويطول فصل المطر كلما اتجهنا نحو خط الاستواء، ويقل كلما بعدنا عنه، حتى يكاد ينعدم ويبلغ متوسط ما يسقط من مطر حوالى 2/1 متر في السنة.
4- النظام الموسمي:
يوجد هذا النظام في المناطق التي تقع جنوب شرق وشرق آسيا التي تهب عليها الرياح الموسمية المحملة ببخار الماء، وخاصة عندما يكون اليابس الآسيوي مركز للضغط المنخفض. وهذا النظام يشبه النظام السوداني من حيث سقوط المطر فيه صيفا. إلا أن الأمطار الموسمية أشد غزارة. ويتراوح متوسط ما يسقط من المطر في هذا النظام بين 0.90 - 1.10 مترا في السنة. ويتذبذب المطر في كميته، وفي طول فصل سقوطه من عام لآخر. ويترتب على ذلك إلحاق الضرر بالمحاصيل وبالإنسان والحيوان كما يتسبب أحيانا في إحداث فيضانات عالية تغرق مناطق العمران.
5- النظام الصحراوي:
ويوجد في الصحاري المدارية بين خطي عرض 18 درجة - 30 درجة شمال وجنوب خط الاستواء، أي إنه يقع بين منطقتي النظام السوداني ذي المطر الصيفي، ونظام البحر المتوسط ذي المطر الشتوي ويكاد المطر ينعدم به نظرا لوقوع الصحاري في مهب الرياح التجارية التي تصل إليها جافة. وتعتبر الصحراء الكبرى الأفريقية أعظم الصحاري المدارية مساحة، وتجد لها امتدادا عبر البحر الأحمر في صحراء شبه جزيرة العرب.
6- نظام البحر المتوسط:
يوجد هذا النظام في غرب القارات بين خطي عرض 30 درجة - 40 درجة شمالا وجنوبا وتسقط به الأمطار في فصل الشتاء لا سيما فيما بين شهري نوفمبر وفبراير، بسبب هبوب الرياح الغربية العكسية والانخفاضات الجوية التي تصاحبها. ويبلغ متوسط كمية المطر في السنة نحو نصف متر. وفصل الصيف جاف نظرا لهبوب الرياح التجارية الجافة. ويتمثل هذا النظام في الأراضي المطلة على البحر المتوسط، كما يتمثل في كاليفورنيا، ووسط شيلي، وجنوب غرب كل من استراليا وأفريقيا.
7- النظام الصيني:
ويوجد في شرق القارات بين خطي طول 30 درجة - 40 درجة شمالا وجنوبا، أي في نفس عروض نظام البحر المتوسط. لكن الأمطار تسقط هنا طول العام، وأكثرها في فصل الصيف بسبب هبوب الرياح الموسمية، أما في
الشتاء فبسبب وجود انخفاضات جوية، ويسود هذا النظام جنوب ووسط الصين، وجنوب شرق الولايات المتحدة الأمريكية.
8- نظام غرب أوروبا:
يوجد هذا النظام فيما بين خطي عرض 40 درجة - 60 درجة شمالا وجنوبا على السواحل الغربية للقارات كغرب أوروبا وغرب أمريكا الشمالية إلى الشمال من كاليفورنيا وتسقط به الأمطار طول العام بسبب الرياح الغربية التي تهب على السواحل من ناحية البحر وتشتد الأمطار في الخريف والشتاء بسبب كثرة ورود الأعاصير. ويبلغ مجموع المطر السنوي به ما يقرب من مترين في المتوسط.
9- النظام اللورنسي:
ويسود في شرق القارات بين خطي عرض 40 درجة - 60 درجة شمالا وجنوبا، أي في نفس عروض نظام غرب أوروبا "لكن في شرق القارات". وتسمى بذلك نسبة إلى حوض نهر سنت لورنس بشمال شرق أمريكا الشمالية حيث يتمثل به هذا النظام خير تمثيل. ومطره يسقط طوال العام، ويزداد في فصل الصيف.
10- نظام الجهات الداخلية:
ويوجد هذا النظام في داخل القارات، والأمطار قليلة في جملتها، وإذا سقطت فإن غالبيتها يكون في فصل الصيف، بسبب التيارات الهوائية الصاعدة التي تنشط في الفصل الحار. ويظهر هذا النظام في شرق أوروبا، والسهول الوسطى بأمريكا الشمالية.
11- نظام الصحاري الداخلية المعتدلة:
ويوجد في الجهات الداخلية من القارات في مجال عروض هبوب الرياح العكسية، فيوجد في وسط آسيا إلى الشرق من بحر قزوين. ولا تسقط الأمطار إلا إذا نجحت الرياح العكسية وأعاصيرها في الوصول إليها، وهذا لا يحدث إلا قليلا 12- الصحاري الباردة أو الجليدية:
وتسود في شمالي القارات بالنصف الشمالي من الكرة الأرضية على الخصوص، حيث تشتد البرودة في المناطق القطبية طول العام. والمطر نادر بسبب ارتفاع الضغط. وشدة البرودة التي لا تساعد على حمل بخار الماء. ويسقط المطر القليل "نحو 25 سم" في فصل الصيف القصير الذي لا يتعدى شهرا أو شهرين فيهما ترتفع الحرارة فوق الصفر بقليل.
خرائط الطقس:
توضح خرائط الطقس حالة الجو في أقليم ما لمدة قصيرة قد تكون يوما أو يومين، وتتنبأ بما عسى أن يطرأ على هذه الحالة من تغير في اليوم التالي أو اليومين التاليين، ولذلك فهي تصدر كل يوم.
ولقد أصبح في مقدور العاملين بدراسة الأرصاد الجوية أن يتنبأوا بحالة الطقس. فمثلا في استطاعتهم أن يتنبأوا عما إذا كانت درجة الحرارة سترتفع أو تنخفض في اليوم التالي، أو ستبقى على ما هي عليه. وكذلك الحال بالنسبة للضغط الجوي، كما أنه في استطاعتهم أن يتنبأوا باتجاه الرياح، والأثر الذي ستحدثه في الحالة الجوية، مثل رفع درجة الحرارة أو تلطيفها، أو أنها ستثير الأتربة والغبار، بالإضافة إلى استطاعتهم أن يتنبأوا بصفاء السماء وخلوها من السحب، أو أنها ستكون ملبدة بها، وبما إذا كانت الأمطار ستسقط أم لا، وكذلك التنبؤ بالأماكن التي ستسقط عليها.
ونظرا لدقة دراسة العناصر المناخية من حرارة وضغط ورياح ومطر.. إلخ بواسطة الأجهزة الحديثة مثل الأقمار الصناعية، فقد أصبح من النادر أن ترد أخطاء في التنبؤات الجوية. ويراعي المتنبئون الجويون عند تنبؤهم بحالة الجو الأمور الآتية:
1- الإلمام بالحالة الجوية العامة للإقليم، وذلك عن طريق دراسة الأرصاد المختلفة التي تسجلها المراصد في الإقليم أو الأقاليم المجاورة له. ودراسة المتوسطات التي تستنتج من هذه الأرصاد.
شكل "134": إحدى خرائط الطقس التي تصدرها مصلحة الأرصاد الجوية المصرية.
2- الإلمام بالحالة الجوية الخاصة بالإقليم، مثل معرفة خطوط سير الانخفاضات الجوية وآثارها المناخية. فمن المعروف أن هذه الانخفاضات لها أثر كبير في الحالة الجوية، إذ إنها تسير من الغرب إلى الشرق فتتغير الحالة الجوية مع تحركها تبعا لموقع الانخفاض والطريق الذي يسلكه.
ويوضح الشكل رقم "134" خريطة الطقس التي تصدرها مصلحة الأرصاد الجوية في صباح كل يوم، ومنها يمكن أن نوضح المعلومات المدونة فيها على النحو الآتي:
1- تقدر درجة الحرارة بالدرجات المئوية بجوار رمز المحطة وهو عبارة عن دائرة بجوارها رقم المحطة الدولي.
2- يقدر الضغط الجوي بالملليبار، ويوضح على الخريطة بخطوط هي خطوط الضغط الجوي المتساوي، بحيث يكون الفرق بين كل خط وآخر يليه ملليبارين.
شكل "135": كيفية توضيح اتجاه وسرعة الرياح على خرائط الطقس 3- يبين اتجاه الريح بواسطة أسهم تتجه مع اتجاه الريح، وتبين عليها السرعة بواسطة شرط قصيرة ترسم في ذيل السهم "شكل 135".
4- يوضح التساقط بأنواعه المختلفة بواسطة علامات اصطلاحية "شكل 136".
شكل "136": كيفية توضيح مختلف أنواع التساقط على خرائط الطقس
5- السحب وتبين داخل دائرة المحطة بواسطة شرط رأسية "شكل 137"
شكل "137": كيفية توضيح السحب على خرائط الطقس طريقة رسم خرائط الطقس
...
عدد كبير من محطات الأرصاد الجوية موزعا توزيعا جيدا فوق مساحة واسعة داخل الدولة. وبالنسبة لجمهورية مصر العربية. نجد الاهتمام يزداد بجمع الأرصاد من المحطات الجوية التي توجد في الغرب، إذ إنه من ذلك الاتجاه تأتي الانخفاضات الجوية التي تؤثر في جو الجمهورية خلال فصلي الشتاء والربيع، وما يصاحبها من مظاهر جوية.
ويجب أن تمر خريطة الطقس بثلاث مراحل هي:
المرحلة الأولى:
مرحلة جمع البيانات الخاصة بالأرصاد الجوية في مختلف مراصد المنطقة. سواء من داخل الدولة أو خارجها، وخاصة المناطق التي تؤثر وتتأثر بطقس الدولة. فمثلا تضم خريطة الطقس في مصر كل شمال أفريقيا. إلى جانب الجزء الجنوبي من أوروبا بالإضافة إلى الجزء الجنوبي والغربي من قارة آسيا.
المرحلة الثانية:
وفي هذه المرحلة يتم توقيع البيانات السابق جمعها كل في مكانه بجوار محطات الرصد، وذلك باستخدام الرموز والشفرات السابق دراستها.
المرحلة الثالثة:
وتعتبر هذه المرحلة أخيرة وتختص بالتنبؤ بحالة الطقس في يوم أو في يومين متتالين. وتبدأ هذه المرحلة برسم خطوط الضغط المتساوي. ثم تحديد خط سير الانخفاضات، ودراسة اتجاهات الرياح، وتوزيع درجة الحرارة والسحب إلى غير ذلك من عناصر الطقس.
ولا بد أن يشرف على محطات الأرصاد الجوية ويقوم بتسجيل الأحوال الجوية فيها وتبليغها إلى المركز الرئيسي أشخاص مدربون تدريبا جيدا، وعندما تتجمع البيانات لا بد من رسم خريطة سريعة ونشرها في وقت قصير، وإلا فقدت قيمتها المرجوة منها. وأخيرا لا بد أن يقوم المتنبئون الجويون بإبلاغ التنبؤات للجهات المختلفة التي يهمها الأمر.