مراحل تكوين السحاب
تتخذ السحاب العديد من الأشكال والأحجام المختلفة، حيث تتراوح بين سُحبٍ خفيفة غير محمّلةٍ بالأمطار تُسمّى بالسحب السمحاقية (بالإنجليزية: Cirrus)، وسحبٍ سوداء كثيفة محمّلة بالأمطار تُسمّى بالسحب الركامية (بالإنجليزية: Cumulonimbus)، وهناك العديد من العوامل التي تؤثّر في عملية تكوين السحاب من أبرزها أشعة الشمس، فعندما تتعرّض جزيئات الماء للحرارة، سواء من الشمس أو نتيجةً لتصادم جزيئات الماء الأخرى معها، تُصبح الجزيئات نشطةً فتتحوّل من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية وهو ما يُعرف بالتبخر .
تعتمد كمية بخار الماء التي يستطيع الهواء حملها على مجموعة من العوامل، وتشمل؛ درجة الحرارة والضغط الجوي، حيث إنّه كلّما زادت درجة الحرارة والضغط الجوي زادت كمية بخار الماء الذي يُمكن حمله في الجو، ويُصبح الهواء مشبعاً عندما لا يتمكّن من حمل أيّة كميةٍ أخرى من بخار الماء، أمّا عندما يتعرّض الهواء لانخفاض في درجات الحرارة أو في الضغط الجوي، فيُصبح أقل قدرةً على حمل بخار الماء، فيتحوّل بخار الماء من الحالة الغازية الى الحالة السائلة وهو ما يُعرف بالتكاثف، أو قد يتحوّل الغاز الى الحالة الصلبة (الثلوج) ضمن ما يُعرف بالترسيب (بالإنجليزية: Deposition).
مراحل نزول المطر
لا يتساقط الماء مباشرةً على الأرض بعد تكاثفه في الغلاف الجويّ؛ وذلك لأنّ قطرات الماء تكون صغيرةً جداً، بحيث تستطيع أضعف تيارات الهواء الصاعدة حملها، لذلك تبقى في الغلاف الجويّ حتّى تتكاثف وتندمج معاً مُشكّلةً قطرات ماء ثقيلة وحينها يبدأ نزول المطر، والجدير بالذكر أنّ جزيئات الغبار الموجودة في الهواء تُعدّ من العوامل الأساسية التي تُساهم في تكاثف قطرات المطر؛ وتُسمّى بنوى التكاثف، إذ توفّر سطحاً يسمح لحبيبات الماء الصغيرة بالتكاثف حوله، فتتجمّع مع بعضها البعض ليكبر حجمها ويحدث الهطول.
تحمل تيارات الهواء بخار الماء أحياناً إلى طبقات الجو المرتفعة حيث تكون درجات الحرارة دون الصفر، فتتجمّد قطرات الماء مكونةً البَرَد أو الثلج وفقاً لدرجة حرارة السحابة، وتبقى حبيبات الثلج محمولةً في الهواء حتّى تصطدم ببعضها ببعض وتتجمّع ويكبر حجمها فتبدأ بالتساقط، ومن الجدير بالذكر أنّ المطر غالباً ما يكون على شكل حبيبات ثلج قبل وصوله إلى الأرض، ولكن أثناء سقوط الحبيبات نحو الأرض تمرّ بطبقات الجو أالكثر دفئاً، فتسخن وتتحوّل الى قطرات من الماء أو المطر.
أشكال الهطول
تتعدّد أشكال الهطول وتشمل 4 أنواع رئيسية كالآتي:
- المطر: وهو قطرات صغيرة من الماء السائل تتكوّن نتيجة تكاثف بخار الماء حول جزيئات الغبار في طبقات الجو العليا، فتتساقط كهطول بعدما تتكاثف ويكبر حجمها بحيث لا تتمكّن السحب من حملها.
- الثلج: وهو حبيبات من الثلج تتشكّل نتيجة تجمّع بلورات الثلج بطريقةٍ مُنظّمة ودقيقة، ويحدث عند تحوّل بخار الماء من الحالة الغازية إلى الصلبة مباشرةً دون المرور بالحالة السائلة وهو ما يُعرف بالتسامي.
- البَرَد: وهو حبيبات من الجليد دائرية الشكل تتشكّل داخل سحب العواصف الرعدية نتيجةً لحركة تيارات الهواء الصاعدة إلى الأعلى والتي تمنع قطرات الماء المتجمّدة من السقوط، فتتجمّع وتتجمّد داخل العاصفة لتُصبح كبيرة الحجم، ثمّ تسقط بشكل سريع على شكل كرات ثقيلة من الجليد، إذ وصل وزن أكبر حبّة بَرَد تمّ رصدها إلى ما يُقارب 700 غم، وبلغت سرعة سقوط البَرَد حينها 80 م/الساعة.
- الصقيع: وهو قطرات من الماء المثلّج تتشكّل نتيجةً لتعرّض قطرات المطر لدرجات حرارة منخفضة أثناء سقوطها على الأرض، فتتجمّد ولكنّها تكون أصغر حجماً وأكثر رطوبةً من حبّات البَرَد.
