الضغط الجوي والرياح

بواسطة: - آخر تحديث: ١٠:٥٧ ، ١٤ يونيو ٢٠٢٠
الضغط الجوي والرياح

مفهوم الضغط الجوي

يحدث الضغط الجوي أو ما يسمى بضغط الهواء لأن الهواء في الجو له وزن، وبالتالي يشكّل ضغطًا على كل شيء على سطح الأرض، فالضغط الجوي هو القوة التي يمارسها الهواء على الكرة الأرضية بسبب جاذبيتها، ويُقاس الضغط الجوي بمقياس ضغط البارومتر، إذ يرتفع أو ينخفض عمود الزئبق في الأنبوب الزجاجي في المقياس مع تغيّر وزن الغلاف الجوي، ويصف خبراء الأرصاد الجوية الضغط الجوي بمدى ارتفاع مادة الزئبق،[١] وينخفض الضغط الجوي مع زيادة الارتفاع عن سطح البحر، فالضغط الجوي يصبح أقل في الأماكن المرتفعة كالجبال مما هو عليه في الأماكن القريبة من سطح البحر، ويرافق الانخفاض في الضغط الجوي انخفاض كمية الأكسجين في الهواء، ففي المرتفعات ينخفض الضغط الجوي وكمية الأكسجين، الأمر الذي قد يؤدي إلى مرض الإنسان أو موته، ولهذا يستخدم متسلقو الجبال الأكسجين المعبأ في زجاجات عند تسلق الجبال؛ لأن الانتقال من الضغط الجوي المرتفع إلى الضغط الجوي المنخفض بسرعة يؤدي إلى الإصابة بمرض الضغط.[١]


أهمية الضغط الجوي

يؤثر الضغط الجوي على كيمياء المياه والظروف الجوية، فيؤثر على كمية الغاز التي يمكن أن تذوب في الماء، فعلى سبيل المثال يذوب مزيدًا من غاز الأكسجين في الماء تحت ضغط جوي أعلى مقارنة مع ذوبانه بفعل ضغط جوي منخفض، وبهذا يذوب الأكسجين في الماء عند مستوى سطح البحر أكثر منه في المرتفعات العالية، كما يدعم الضغط الجوي العالي الأحوال الجوية المشمسة والواضحة والمواتية، وعند مستويات الضغط الجوي المنخفض يصبح الطقس مائلًا إلى الأمطار والرياح، فاستخدم الضغط الجوي لمئات السنين للتنبؤ في حالة الطقس.[٢]


العوامل المؤثرة على الضغط الجوي

توجد العديد من العوامل التي تؤثر على الضغط الجوي وهي:[٣]

  • درجة الحرارة: عندما تزداد درجة الحرارة يتمدّد الهواء بسبب انخفاض كثافته، مما يؤدي إلى انخفاض الضغط، ومن ناحية أخرى يتقلص الهواء بسبب انخفاض درجات الحرارة بسبب زيادة كثافته، مما يؤدي إلى ضغط مرتفع، فتتميز المناطق الاستوائية بضغط منخفض بسبب ارتفاع درجة الحرارة فيها، وتتميز المناطق القطبية بضغط جوي مرتفع بسبب درجة الحرارة المنخفضة.
  • الارتفاع عن مستوى سطح البحر: بما أن الضغط الجوي هو بسبب وزن الهواء، فمستوى سطح البحر لديه أعلى مستوى من ضغط الهواء، وكلما ارتفعنا عن مستوى سطح البحر تاركين الغازات الثقيلة في طبقات الغلاف المنخفضة سينخفض الضغط الجوي؛ لأن الهواء العلوي خفيف ومنخفض الكثافة، وهذا ما يفسّر صعوبة التنفس في المناطق الجبلية المرتفعة.
  • الرطوبة: يُعرف تحويل الماء من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بسبب التبخّر بالرطوبة الجوية، فأبخرة الماء حفيفة الوزن ولذلك ترتفع إلى الأعلى ويقل ضغط الهواء الرطب مقارنة بالهواء الجاف، ويتغيّر مقدار أبخرة الماء مع الزمان والمكان ولهذا يختلف ضغط الهواء.
  • الجاذبية الأرضية: تقل شدة الجاذبية الأرضية مع الابتعاد عن قلب الأرض، وعندما تدور الأرض حول محورها يختلف متوسط المسافة بين المناطق القطبية والمناطق الاستوائية، فالمناطق القطبية أقرب إلى قلب الأرض مقارنة بالمناطق الاستوائية، وبالتالي يرتفع فيها ضغط الهواء.
  • دوران الأرض: ينتج عن دوران الأرض قوة الطرد المركزي التي تؤثر على المناطق الاستوائية بصورة أكبر ويقل تأثيرها على المناطق القطبية، فقوة الطرد المركزي تدفع الأشياء بعيدًا عن جوهرها ويحدث نفس التأثير على ضغط الهواء الذي ينتج عن ضغط أقل من المناطق الاستوائية وضغط أعلى بالمناطق القطبية.


مفهوم الرياح

الرياح هي حركة الهواء بسبب التسخين غير المتساوي للأرض الناتج عن الشمس والرياح قوية لدرجة أنها قادرة على حمل السفن الشراعية عبر المحيطات وقادرة على تمزيق الأشجار الضخمة على سطح الأرض، والرياح هي المعدّل للغلاف الجوي فإنها تنقل الحرارة والرطوبة والملوثات والغبار لمسافات كبيرة حول العالم، والرياح السائدة هي الرياح التي تهب من اتجاه واحد على منطقة معينة من الأرض،[٤] وتستخدم الرياح لتوليد الكهرباء وتُعرف باسم الاتجاه الذي تأتي منه، فالرياح الشرقية هي التي تهب من الشرق والرياح الغربية هي التي تهب من الغرب، وتختلف سرعة الرياح وتقاس بمقياس شدة الرياح، ولها أنواع عديدة كالرياح الدائمة والغربية والقطبية والموسمية، [٥] إذ تهب الرياح السائدة بصورة عامة من الشرق إلى الغرب بدلًا من الشمال إلى الجنوب، ويحدث هذا بسبب حركة دوران الأرض، وهذا الدوران يولّد ما يُعرف بتأثير كوريوليس الذي يجعل أنظمة الرياح تلتوي بعكس اتجاه عقارب الساعة وفي نصف الكرة الشمالي، وفي اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي، ويتسبب كوريوليس في انتقال الرياح على طول حواف أنظمة الضغط العالي والضغط المنخفض وتسمى هذه الحالة بالرياح الريحية.[٤]


العلاقة بين الضغط الجوي والرياح

الضغط الجوي هو المسبب للرياح، فتنتقل الرياح من مناطق الضغط العالي إلى مناطق الضغط المنخفض، وبسبب دوران الأرض لا تتحرك الرياح مباشرة من مناطق الضغط العالي إلى مناطق الضغط المنخفض وإنما تنحرف إلى يمين اتجاهها في نصف الكرة الشمالي وإلى يسار اتجاهها في نصف الكرة الجنوبي وتعود العلاقة بين الضغط الجوي والرياح إلى اختلاف في الضغط الجوي من مكان إلى آخر، وبالتالي تُنقل الرياح من مراكز الضغط العالي إلى مراكز الضغط المنخفض.[٥]

ويحدث نسيم البر أو البحر في المناطق الساحلية، فعندما تسخّن الشمس الماء خلال النهار بسرعة يتمدد الهواء ويصل إلى القمة، وهي منطقة ذات ضغط جوي منخفض وهي البحر والذي يحتوي على حرارة أقل، مما يولّد درجات حرارة تؤدي إلى جفاف الأرض وهذا ما يسمى بنسيم البحر، ومن جانب آخر فإن الماء قادر على الحفاظ على درجة الحرارة لفترة أطول من المواد الأخرى، ويتدفق الهواء من الأرض إلى البحر وهذا ما يسمى بنسيم البر، وبالتالي فإن الفرق في الضغط الجوي في مناطق مختلفة يدفع الرياح إلى الحركة وينتج عنها العديد من الظواهر.[٥]


مَعْلومَة

تعد كثافة الهواء هي السبب في تشكيل ضغطه وبالتالي تشكيل الضغط الجوي، وتعني كثافة الهواء مدى قرب جزيئاته من بعضها البعض وبنفس الطريقة التي يفسّر بها اختلاف كثافة كرة الآيس كريم عن الكريمة المخفوقة على الرغم من أن الكمية نفسها يُفسّر ضغط الهواء المنخفض والمرتفع، فالهواء المنخفض في الغلاف الجوي هو أكثر كثافة من الهواء في الأعلى، وبالتالي يكون ضغط الهواء المنخفض أقل من ضغط الهواء في الأعلى، ويختلف هذا حسب درجة حرارة الهواء، فتكون جزيئات الهواء البارد معبأة بصورة وثيقة أكثر مما هي عليه في الهواء الدافئ ولذلك فإن الهواء البارد أكثر كثافة من الهواء الدافئ.[٦]


المراجع

  1. ^ أ ب "Atmospheric Pressure", nationalgeographic, Retrieved 14-6-2020. Edited.
  2. "What is Barometric Pressure?", fondriest, Retrieved 14-6-2020. Edited.
  3. "Air Pressure: Factors & Distribution | Atmosphere | Earth | Geography", geographynotes, Retrieved 14-6-2020. Edited.
  4. ^ أ ب "Wind", nationalgeographic, Retrieved 14-6-2020. Edited.
  5. ^ أ ب ت "What is the relationship between atmospheric pressure and wind", steemit, Retrieved 14-6-2020. Edited.
  6. "Wind & Air Pressure", wxdude, Retrieved 14-6-2020. Edited.