تعريف الرياح
تعرف الرياح بأنها التدفق الطبيعي للهواء الذي ينشأ بسبب التغيرات في درجة الحرارة في انتقال الهواء من مناطق الضغط المرتفع إلى مناطق الضغط المنخفض، فمع ارتفاع درجة حرارة منطقة ما أكثر من منطقة أخرى فإن الاختلاف في الضغط يخلق الرياح ويُنتج دَورة من الهواء البارد والدافئ، وبعبارة أخرى، يؤدي الاختلاف في مقدار الكميات من الضوء والحرارة من الشمس لسطح الأرض إلى حدوث الرياح، ويرجع سبب التوزيع غير المتكافئ للشمس إلى حقيقة أن سطح الأرض غير مستوٍ، حيث تمتص الجبال والوديان والصحاري والمحيطات الحرارة بكميات مختلفة عن بعضها.[1]
مصادر الرياح
تحدث الرياح بسبب الاختلافات الأفقية والعمودية (التدرجات) في الضغط الجوي، لذلك، يرتبط توزيع الرياح ارتباطًا وثيقًا بتوزيع الضغط،، حيث تتدفق الرياح عمومًا بسبب الضغط المنخفض والعالي، وتدور بعكس اتجاه عقارب الساعة حول أدنى مستوياتها في نصف الكرة الشمالي، وباتجاه عقارب الساعة حول تلك الموجودة في نصف الكرة الجنوبي، وبالمثل، تدور أنظمة الرياح حول مراكز الارتفاعات في الاتجاه المعاكس.
في طبقة التروبوسفير الوسطى والعليا، تُنظم أنظمة الضغط في سلسلة من الحواف عالية الضغط وأحواض الضغط المنخفض، وليس في الأنظمة الدائرية المغلقة تقريبًا بالقرب من سطح الأرض، مما ينشأ عنها حركة موجية تتفاعل لتشكيل سلسلة معقدة إلى حد ما من التلال والقيعان، ويعد أكبر أنماط الموجة هي ما يسمى بالموجات الموقوفة، وتتألف من ثلاث أو أربع حواف وعدد مماثل من القيعان في نطاق عريض في خطوط العرض الوسطى من نصف الكرة الشمالي، بالمقابل يكون التأثر في المناطق الغربية في نصف الكرة الجنوبي بدرجة أقل بكثير، حيث ترتبط بالموجات الطويلة الأمد موجات قصيرة (عدة مئات من الكيلومترات في الطول الموجي) تسمى موجات السفر، وتشكل الأجزاء العلوية من الأعاصير القريبة من السطح والأعاصير المضادة التي ترتبط بها، وبالتالي توجه حركتها وتطورها.
في خطوط العرض العالية تكون الرياح شرقية بشكل عام بالقرب من الأرض في خطوط العرض المنخفضة والاستوائية، حيث تهب الرياح التجارية الشمالية الشرقية شمال منطقة التقارب المداري (ITCZ) وخط الاستواء الحراري، في حين تتحرك الرياح التجارية الجنوبية الشرقية جنوب المنطقة المدارية باتجاه المنطقة المدارية وتهاجر شمالًا وجنوبًا مع الموقع الموسمي للشمس.
عموديًا، ترتفع الرياح وتشكل سحبًا ركامية شاهقة وأمطارًا غزيرة على جانبي منطقة التقارب المداري (ITCZ)، مما يمثل حزامًا ضيقًا هادئًا يُعرف باسم "الركود" أو "الهدوء الاستوائي"، ثم تتحرك الرياح باتجاه القطب بالقرب من قمة طبقة التروبوسفير قبل أن تغرق مرة أخرى في الأحزمة شبه الاستوائية في كل نصف الكرة الأرضية، من هنا، تتحرك الرياح مرة أخرى نحو خط الاستواء كرياح تجارية، ومن الجدير ذكره أن هذه الخلايا العملاقة ذات الهواء المقلوب في كل من نصفي الكرة الأرضية في خطوط العرض المنخفضة تعرف باسم "خلايا هادلي" أو "حجيرة هادلي"، في حين تعرف أنظمة الرياح التي تدور بصورة معاكسة في خطوط العرض الوسطى باسم "خلايا فيريل".
مما سبق، يعد النمط ثلاثي الأبعاد للرياح فوق الأرض، والمعروف باسم الدوران العام، مسؤولاً عن البنية الأساسية لخط العرض للضغط وحركة الهواء وبالتالي عن المناخات، وعلى نطاق أصغر توجد الرياح المحلية وهي أنظمة مرتبطة بمواقع جغرافية محددة وتعكس تأثير السمات الطبوغرافية، وتعد أكثر أنظمة الرياح المحلية شيوعًا هي نسمات البحر والبرية ونسائم الجبال والوادي ورياح فوهن (وتسمى أيضًا رياح شينوك أو سانتا آنا) ورياح كاتاباتيك، ويُشار إلى أن الرياح المحلية تؤثر بصورة واضحة على المناخ المحلي وتتأثر نفسها بالظروف الجوية المحلية.
تكون سرعات الرياح أقوى بشكل عام في النهار عندما يتسبب تسخين الأرض بواسطة الشمس في انقلاب الهواء، حيث تحافظ التيارات الهابطة على الزخم الزاوي للرياح المرتفعة، وفي الليل تختفي العاصفة وتكون الرياح أخف بصورة عامة.[2]
العوامل المؤثرة على سرعة واتجاه الرياح
فيما يلي مجموعة من العوامل المؤثرة على سرعة الرياح واتجاهها:[3]
- درجة الحرارة: تختلف درجة حرارة الهواء بين النهار والليل ومن موسم إلى آخر بسبب التغيرات في تسخين الغلاف الجوي للأرض، وبسبب تأثير الشمس الدافئ يكون هنالك المزيد من الرياح خلال النهار.
- الضغط الجوي: ضغط الهواء هو وزن عمود من الهواء الذي يصل إلى قمة الغلاف الجوي من الأرض، ومن المعروف أن ضغط الهواء ينخفض مع زيادة الارتفاع ويتقلب عبر سطح الأرض بسبب الاختلافات في ارتفاع الأرض، وعلى سطح الأرض تهب الرياح أفقيًا من الضغط العالي إلى مناطق الضغط المنخفض، لذلك تحدد السرعة بمعدل تغيير ضغط الهواء أو التدرج بين منطقتي الضغط، فكلما زاد فرق الضغط زادت سرعة الرياح.
- تسارع الجاذبية: تزيد قوة الجاذبية المركزية من سرعة الهواء وتؤثر على اتجاه تدفق الرياح حول مركز الدوران، وهذا التسارع يخلق قوة بزوايا قائمة لتدفق الريح باتجاه مركز الدوران، ومثل أنظمة الضغط المنخفض والعالي، تهب الرياح في نظام الضغط المنخفض، المسمى بالأعاصير، باتجاه داخلي بعكس اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي، بينما تهب الرياح في أنظمة الضغط العالي، والمعروفة باسم الأعاصير المضادة، باتجاه خارجي مع اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي.
- دوران الأرض: يتسبب دوران الأرض حول محورها بتغيير اتجاه الرياح مما ينتج عنه ما يسمى بالرياح السائدة، وهذا التحول في الرياح، المعروف باسم تأثير كوريوليس، يتسبب في تحول الرياح في نصف الكرة الشمالي إلى اليمين، والرياح في نصف الكرة الجنوبي إلى اليسار، وكذلك تهب الرياح التجارية، التي تسمى أيضًا الرياح الشرقية، بالقرب من خط الاستواء بين خط عرض 30 درجة شمالًا وخط عرض 30 درجة جنوبًا، وفي شمال خط الاستواء تهب هذه الرياح التجارية من الشمال الشرقي، وتسود الرياح القطبية القطب الشمالي والقطب الجنوبي من خط عرض 60 درجة إلى القطبين.
مخاطر الرياح
ينتج عن حركة الرياح الشديدة مخاطر عديدة، منها:[4]
- دمار البيوت والمزارع بسبب القوة الكبيرة التي تحملها الرياح.
- حوادث مرورية بسبب الأجسام المتطايرة والمحمولة من الرياح.
- إصابات العين بسبب الجزيئات الصغيرة من الحطام والغبار المتطاير.
- سقوط الأجسام من الأسطح المرتفعة.
- المساهمة في حدوث الفيضان في المناطق القريبة من المياه.