ما العلاقة بين الضغط الجوي والرياح؟
ترتبط سرعة الرياح بالضغط الجوي، إذ ينشأ عن التغير في الضغط هبوب الرياح، فعندما يتدفق الهواء من الأماكن ذات الضغط المرتفع إلى الأماكن ذات الضغط المنخفض في حيز مسافة صغيرة ينتج عن ذلك رياحًا شديدة، وكلما زاد مقدار فرق الضغط الناتج عن انتقال الهواء من الضغط العالي إلى الضغط المنخفض زادت سرعة الرياح.
تستخدم قوة كوريوليس في دراسات ديناميكيات الغلاف الجوي ، إذ إنها تؤثر على الرياح ودوران العواصف، وعلى إطلاق المركبات الفضائية والدوران فيها، وقوة كوريوليس تُسمى أيضًا بتأثير كوريوليس، وهي قوة قصور ذاتية وصفها عالم الرياضيات المهندس الفرنسي غوستاف غاسباركوريوليس في القرن التاسع عشر.
وبفضل دوران الأرض حول محورها، فإن الرياح تتدفق باتجاه اليمين في نصف الكرة الشمالي، وباتجاه اليسار في نصف الكرة الجنوبي، ولولا دورانها، لتدفقت الرياح في مسارات مستقيمة من الشمال إلى الجنوب أو العكس، ويعرف هذا بتأثير كوريوليس ويُطلق عليه أيضًا اسم قوة كوريوليس.
العوامل المؤثرة في الضغط الجوي
يوجد العديد من العوامل المؤثرة على الضغط الجوي، ومنها ما يأتي:
إنّ العلاقة بين درجة الحرارة والضّغط الجوّي عكسيةٌ؛ فكلما ارتفعت درجة الحرارة في مكانٍ مُعيّنٍ انخفض فيه الضّغط الجوّي ويعود ذلك إلى أنّ الهواء المُلامس لسطح الأرض يزداد حجمه ويقلّ تكثافه عندما يسخن، فتنتج تياراتٍ هوائيةٍ صاعدة، مما يؤدي إلى تقليل ضغطه على الأرض، والعكس صحيح؛ فعندما تنخفض درجة حراراة الهواء الملامس لسطح الأرض يقلّ حجمه وتزيد كثافته، ممّا يؤدي إلى تكوين تياراتٍ هوائيةٍ هابطةٍ، فيزيد الضّغط الجوّي، خاصةً إذا كان الهواء مليئاً ببخار الماء.
- الارتفاع أو الانخفاض عن مستوى سطح البحر
كلّما انخفضنا عن مستوى سطح البحر زاد الضغط الجويّ؛ لأنّ طول عمود الهواء يزيد، على عكس من الارتفاع عن مستوى سطح البحر؛ إذ يقلُّ طول عمود الهواء في هذه الحالة، فيقلّ الضغط الجويّ، ويمكن للشخص أن يشعر به إذا ذهب برحلةٍ إلى البحر الميت في جنوب الأردن؛ حيث يشعر بأنّ الضغط على أذنيه صار واضحاً؛ وذلك كون منطقة البحر الميت من أكثر بقاع العالم انخفاضاً عن مستوى سطح البحر.
نظرًا لخفة بخار الماء مقارنةً بالماء السائل فإنه يرتفع في الهواء، وبالتالي يقل ضغط الهواء في حالة تشبعه ببخار الماء مقارنةً بضغط الهواء الجاف.
إذا زادت شدة الجاذبية يزاداد على إثرها الضغط، وتتناقص شدة الجاذبية الأرضية كلما ابتعدنا عن مركز الأرض، لذلك فالمناطق القريبة من مركز الأرض تكون شدة الجاذبية فيها مرتفعة، وبالتالي يكون ضغط الهواء فيها أعلى.
ينشأ عن دوران الأرض حول محورها قوة طرد مركزية يزاداد تأثيرها كلما اقتربنا من المناطق الاستوائية ويقل كلما اقتربنا من المناطق القطبية، ونظرًا لشدة قوة الطرد المركزي * في الأماكن الاستوائية فإن الضغط يصبح منخفضًا فيها، والعكس في الأماكن القطبية حيث تكون قوة الطرد قليلة فيكون ضغطها أعلى.
العوامل المؤثرة في الرياح
يُمكن تعريف الرّياح بأنّها حركة الهواء الأفقيّة المُوازية لسطح الأرض، وتختلف سرعتها من مكانٍ إلى آخر، ومن وقتٍ إلى آخر مُتأثّرةً بعدة عوامل، أهمها:
- قيمة الفرق بين منطقتي الضغط الجوي
من المعروف أنّ الرياح تنتقل من منطقة ضغطٍ مرتفعٍ إلى منطقة ضغطٍ منخفضٍ؛ فكلّما كان هناك فرقٌ كبيرٌ بين قِيم هاتين المنطقتين تكون سرعة الرياح أكبر.
على الرّغم من أنّ الرّياح تتحرك من منطقة الضّغط المرتفع إلى منطقة الضّغط المنخفض، إلا أنّ اتجاهها ينحرف إلى اليمين في نصف الكرة الأرضيّة الشماليّ وإلى اليسار في النّصف الجنوبيّ حسب اتجاه دوران الأرض.
من المعروف أنّ الحواجز الموجودة على سطح الأرض تُقلل من سرعة الرياح التي تصطدم بها، أما الطبقة الجوية الأبعد عن سطح الأرض، فإنّ حركة الرّياح بها تكون أكثر سرعةً؛ بسبب انعدام الأجسام التي تتصادم الرّياح معها.
تختلف درجة الحرارة نهارًا عنها ليلًا ومن موسمٍ لآخر، ففي النهار تنشط الرياح بسبب تأثير الشمس، إذ إن كثافة الهواء الدافىء أقل من الهواء البارد وبالتالي تصعد طبقات الهواء الدافئ فوق طبقات الهواء البارد مما يسبب الرياح.
تزيد قوة الجاذبية المركزية وتسارعها من سرعة الهواء وتؤثر على اتجاه تدفق الرياح، ففي الأماكن ذات الضغط المنخفض يكون تسارع الجاذبية عالٍ، مما يتسبب في زيادة الرياح لدرجة تصل إلى تكوين الأعاصير، واتجاهها يكون عكس عقارب الساعة أي ناحية نصف الكرة الشمالي.
بينما في الضغط العالي تتحرك الرياح باتجاه عقارب الساعة أي باتجاه خارج من نصف الكرة الشمالي وتسمى عندئذٍ بالأعاصير المضادة.
يعتبر الضغط الجوي أحد العوامل المهمة التي تؤثر في سرعة الرياح، فهبوب الرياح ناتجٌ عن مقدار الفرق بين الضغوط العالية والضغوط المنخفضة، وكلما زاد هذا الفرق زادت سرعة الرياح، ويجب الأخذ في الاعتبار قوة كريوليس عند دراسة الرياح أثناء إطلاق مركبة فضائية أو صاروخ فضائي، إذ إنها تؤثر على شدة الرياح ودوران العوصف.
وهناك عوامل أخرى مؤثرة في الرياح مثل: دوران الكرة الأرضية، وقوة الاحتكاك، ودرجة الحرارة، وتسارع الجاذبية، وأيضا تؤثر معظم هذه العوامل في الضغط، مثل: درجة الحرارة، والارتفاع أو الانخفاض عن مستوى سطح البحر، ورطوبة الهواء، ودوران الكرة الأرضية، والجاذبية.
_________________________________________________________________________________________________
*قوة الطرد المركزي: هي قوة عكس قوة الجاذبية، أي أنها تطرد الأشياء بعيدًا عنها على عكس الجاذبية، وتنشأ قوة الطرد المركزي نتيجة تأثيرات القصور الذاتي للرياح التي تتحرك في مسار منحنى، ويعرف القصور الذاتي بأنه ميل الجسم للبقاء دون تغير.
