حركة الهواء الرأسية والأفقية،والعوامل المؤثرة

الدورة الهوائية العامة على سطح الأرض

تشكل الدورة الهوائية العامة على سطح الأرض الصورة المتكملة لحركة الهواء الرأسية والأفقية على سطح الأرض وهى محصلة التباين فى العناصر المناخية.فالإشعاع الشمسى عاملاً أساسياً ينظم توزيع درجة الحرارة على سطح الأرض ودرجة الحرارة عاملاً رئيسياً ينظم حركة الرياح السطحية على سطح الأرض فيبلغ المتوسط السنوى لصافى الإشعاع الشمسى أقصاه عند الدائرة الإستوائية وينخفض تدريجياً بالإتجـاه نحـو القطبـين ويبلـغ المتوسـط السـنوى لدرجـة الحـرارة أقصـاه عنـد الـدائرة الاسـتوائية ويـنخفض تـدريجياً بالإتجـاه نحـو القطبين ويكون من محصلة ذلك ارتفاع درجة حرارة الهواء عند الدائرة الاستوائية وانخفاض ضغطه فيصعد إلى أعلى ثم ينساب نحو القطبين وتنخفض درجة الحرارة الهواء المناسب نحو القطبين فيصبح كثيفاً ويرتفع ضغطة فيهبط إلى أسفل عند القطبين وينساب نحو الدائرة الاستوائية فترتفع درجة حرارته وينخفض ضغطه ويصـعد إلى أعلـى وينسـاب نحـو القطبـين فتكتمـل دورة الهواء وتتابع.فالدورة الهوائية إذن هى نموذج دائم متكامل بين كل من الحركة الرأسية والحركة الأفقية للهواء .

كما تتأثر الدورة الهوائية العامة بتباين الضغط الجوى بين اليابس والماء فقد علمنا من دراستنا لتوزيع الضغط الجوى على سطح الأرض أنه فى فصل الصيف تتمركز نطاقات الضغط المنخفض فوق اليابس وتتمركز نطاقات الضغط المرتفع فوق المحيطات ويحدث العكس فى فصل الشتاء ونتيجة لهذا فإن الرياح تتجه من المسطحات المائية إلى اليابس فى فصل الصيف ومن اليابس إلى المحيطات فى فصل الشتاء.وينشأ عن ذلك دورة هوائية فصلية تعرف بالرياح الموسمية.

أولاً: حركة الهواء الرأسية

يتحرك الهواء رأسياً فى صورة تيارات صاعدة إلى أعلى في نطاقات الضغط المنخفض عند الإستواء وحول دائرتى عـرض 60 شمالاً وجنوباً وتسمى تيارات الحمل فى حين يتحرك في صورة تيارات هابطة إلى أسفل فى نطاقات الضغط الجوى المرتفع حول دائرتى عرض 30 شمالاً وجنوباً وعند القطبين.كما يتحرك الهواء حركة رأسية محدودة صعوداً وهبوطاً تسمى الحركة الإضطرابية للهواء ويرجع السبب فى هذه الحركات الرأسية للهواء إلى العوامل التالية:

1- الرفع الديناميكي

يقصد به إرتفاع الهواء إلى أعلى بسبب إنخفاض كثافته وينتج ذلك عندما تتلاشى كتل هوائية غير متجانسة فيحدث أن يرتفـع الهواء الأقل كثافة إلى أعلى فى حين يهبط الهواء الأكبر كثافة إلى أسفل وأفضل مثال على ذلك ما يحدث فوق نطاق الضغط المرتفع حول دائرة عرض 60 شمالاً وجنوباً عندما تتقابل الرياح القطبية الباردة الأتية من القطب مع الرياح العكسية الدافئة ( الأقل كثافة ) الآتية من نطاق الضغط المنخفض كثافته وينخفض ضغطه ويصعد إلى أعلى فى صورة تيارات هوائية صاعدة.

2- تشعب الهواء أفقياً

يؤدي تشعب الهواء أفقياً وتفرقته في جميع الإتجاهات إلى هبوط الهواء أفقياً وتجمعة نحو مركز ما إلى صعود الهواء من أسفل إلى أعلى.

3- اعتراض المرتفعات

فعندما تعترض المرتفعات الأفقية لهواء يرتفع الهواء إلى أعلى ثم يهبط إلى أسفل مؤديا حركة رأسية محدودة تعرف بالأضطرابات الهوائية الجبلية.

ثانيا: حركة الهواء الأفقية

للهواء حركة أفقية قريبة من سطح الأرض تعرف بالرياح السطحية وحركة أفقية آخرى فى طبقات الجو العليا تعرف بالرياح العليا وتشكل حركة الهواء الأفقية الجزء الأكبر من الدورة الهوائية العامة وتباين الرياح سواء القمرية من سطح الأرض أو فى طبقات الجو العليا فى سرعتها التي تقاس بالعقدة أو متر / ثانية ، واتجاهها الذي يعبر عنه بزوايا الدائرة 360 ويؤثر فى ذلك فى مجموعة من العوامل نستعرضها فيما يلى:

1- قوة إنحدار الضغط الجوي

يعد كل من الضغط الجـوي والرياح من العناصـر المناخية وثيقة الإرتباط ببعضه فيعيد التغير فى الضغط من منطقة إلى آخرى على سطح الأرض السبب الرئيسى فى حركة الهواء.فالهواء يتحرك أفقياً على سطح الأرض بمنطقة الضغط المرتفع فى إتجاه منطقة الضغط المنخفض ويعد ذلك عاملاً أساسياً يحدد اتجاه الرياح ، أما سرعة الرياح فيحددها عامل معدل التغير فى الضغط الجوى فى وحدة المسافة أو معدل انحدار الضغط الجوي.

2- تأثير دوران الكرة الأرضية حول نفسها ( قوة كوريولى )

ينشأ عن دوران الكرة الأرضية حول محورها من الغرب إلى الشرق انحراف الهواء نحو الشرق أو الغرب فتكون حركة الرياح فى نصف الكرة الشمالى هى حركة دوران عكس اتجاه عقارب السـاعة فى حين تكون نصف الكرة الجنوبي حركة دوران فى اتجاه عقارب الساعة.

3- قوة الإحتكاك

وهي القـوة التى تنشأ بسبب إحتكاك الرياح بمظاهر سطح الأرض مثل التضاريس ، المسطحات المائية ، الأشكال النباتية والمبانى وغيرها فيؤدى الاحتكاك بين الرياح ومظاهر سطح الأرض إلى خفض سرعتها وتغيير اتجاهها وتؤد فى النهاية إلى هدوء الرياح وتقليل فترة دوامها.

4- قوة الجذب المركزية

وهى القوة التى تجذب أي جسـم يتحرك فى مسار دائرى نحو مركز هذا المسار .حيث أن قوة الجذب المركزية تتناسب طردياً مع سرعة دوران الجسم وعكسياً مع نصف قطر المدار الذي يدور فيه الجسم وتبلغ قوة الجذب المركزية أقصاها عند الدوائر الإستوائية وتنخفض تدريجياً بالأتجاه نحو القطبين ويرجع السبب فى ذلك إلى إنخفاض قيمة سرعة دوران الكرة الأرضية حول محورها (كم / ساعة ) بالاتجاه من الدائرة الإستوائية.وبالتالى تؤثر قوة الجذب المركزية على الرياح ويخاصة عند تحركهـا بشكل دائرى .