تعريف الضغط الجوي والرياح
يُعرف الضغط الجوي بأنه الضغط الناتج عن وزن الهواء في الغلاف الجوي، حيث يسهم هذا الوزن في exerting ضغط على كافة الأجسام الموجودة على سطح الأرض.
يُعتبر الضغط الجوي القوة التي يؤثر بها الهواء على كوكب الأرض، ويعود سبب ذلك إلى تأثير الجاذبية. في هذا المقال، سنستكشف مفهوم الضغط الجوي وعلاقته بالرياح.
الضغط الجوي
- يُقاس الضغط الجوي بواسطة مقياس الضغط المعروف باسم البارومتر، حيث يمكن أن يرتفع أو ينخفض عمود الزئبق في الأنبوب الزجاجي للمقياس، وذلك تبعاً لتغير الوزن في الغلاف الجوي.
- يقوم خبراء الأرصاد الجوية بوصف الضغط الجوي بناءً على مستوى ارتفاع مادة الزئبق، حيث ينخفض الضغط الجوي كلما ارتفعنا عن سطح البحر.
- تكون مستويات الضغط الجوي أقل في الأماكن المرتفعة مثل الجبال مقارنةً بتلك القريبة من سطح البحر.
- مع انخفاض الضغط الجوي، تقل كمية الأكسجين المتاحة في الهواء، حيث يحدث هذا الانخفاض في المرتفعات مع انخفاض الضغط الجوي.
- يمكن أن يؤدي ذلك إلى حالات صحية خطيرة أو حتى الموت.
- لذلك، يحتاج المتسلقون إلى استخدام زجاجات الأكسجين أثناء تسلقهم للجبال، خصوصاً عند الانتقال السريع من ضغط جوي مرتفع إلى ضغط منخفض.
أهمية الضغط الجوي
يبرز للضغط الجوي أهمية كبيرة تتلخص فيما يلي:
- يؤثر الضغط الجوي على كيمياء المياه والظروف الجوية، حيث يؤثر على كمية الغازات التي يمكن أن تذوب في الماء.
- يمكن أن يذوب غاز الأكسجين بكميات أكبر في الماء تحت ضغط جوي مرتفع مقارنةً مع الضغط الجوي المنخفض، مما يعني أن الأكسجين يذوب بسهولة عند مستوى سطح البحر أكثر من الارتفاعات العالية.
- يدعم الضغط الجوي العالي الأجواء المشمسة والمستقرة، في حين أن الضغط الجوي المنخفض يميل إلى جلب الأمطار والرياح.
- تم استخدام مفهوم الضغط الجوي لإجراء التنبؤات الجوية لعدة قرون.
العوامل المؤثرة على الضغط الجوي
تتعدد العوامل التي تؤثر على الضغط الجوي، ومنها:
درجة الحرارة
- عندما ترتفع درجات الحرارة، يتمدد الهواء ويقل ضغطه نتيجة انخفاض كثافته.
- وعلى الجانب الآخر، عندما تنخفض درجات الحرارة، يزداد ضغط الهواء بسبب زيادة كثافته.
- تتميز المناطق الاستوائية بانخفاض الضغط نتيجة ارتفاع درجات الحرارة، بينما تتميز المناطق القطبية بضغط جوي مرتفع بسبب البرودة.
الارتفاع عن مستوى سطح البحر
- يعتبر ضغط الهواء في أدنى مستوياته عند سطح البحر، حيث كلما ارتفعنا عن هذا المستوى، ينخفض الضغط بشكل ملحوظ.
- تتعرض المناطق الجبلية لطنين عدم القدرة على التنفس بسبب انخفاض الكثافة في تلك الطبقات الهوائية العليا.
- الرطوبة أيضاً تلعب دورًا، فتبخّر المياه في العالم يسبب زيادة في بخار الماء، مما يمكن أن يؤثر على ضغط الهواء.
الجاذبية الأرضية
- تنخفض قوة الجاذبية كلما ابتعدنا عن مركز الأرض، وهذا يؤثر على الضغط الجوي في مناطق مختلفة.
- المناطق القطبية الأقرب إلى مركز الأرض تتمتع بضغط جوي أعلى مقارنةً بالاستوائية.
دوران الأرض
- ينتج عن دوران الأرض قوة الطرد المركزي التي تؤثر بشكل أكبر على المناطق الاستوائية وتقل تأثيرها كلما اتجهنا نحو القطبين.
- تكون النتائج متمثلة في ضغط أقل في المناطق الاستوائية وأكثر في المناطق القطبية.
مفهوم الرياح
- تعتبر الرياح حركة الهواء الناتجة عن التسخين غير المتساوي للأرض بفعل الشمس، وقد تصل قوتها إلى حد حمل السفن الشراعية في المحيطات.
- يمكن أن تصل الرياح إلى قوة كافية لإسقاط الأشجار الضخمة.
- تشكل الرياح نمطًا من التغيرات المناخية، حيث تنقل الحرارة والرطوبة والملوثات لمسافات بعيدة.
- تُعرف الرياح السائدة بأنها تأتي من اتجاه واحد في منطقة معينة.
- يتم استخدام الرياح أيضًا في توليد الطاقة الكهربائية، ويتم تحديدها حسب الاتجاه الذي تأتي منه.
- الرياح الشرقية تأتي من الشرق، أما الغربية فتأتي من الغرب.
- تختلف سرعات الرياح، ويتم قياسها بواسطة مقياس سرعة الرياح، مع وجود تصنيفات متعددة مثل: الرياح المستدامة، الغربية، القطبية، والموسمية.
- بشكل عام، تهب الرياح السائدة من الشرق إلى الغرب بدلاً من الشمال إلى الجنوب، حيث تكون نتيجة لحركة دوران الأرض.
- يؤدي هذا الدوران إلى ما يعرف بتأثير كوريوليس، والذي يجعل أنظمة الرياح تنحرف بعكس اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي.
- يؤثر كوريوليس في حركة الرياح على المناطق المرتفعة والنجاحات المنخفضة.
العلاقة بين الضغط الجوي والرياح
- توجد علاقة وثيقة بين الضغط الجوي والرياح، حيث يعد الضغط الجوي العامل الرئيسي خلف حركة الرياح.
- تتحرك الرياح من المناطق ذات الضغط العالي إلى المناطق ذات الضغط المنخفض.
- سيتأثر هذا التحرك بدوران الأرض، مما يجعل الرياح تنحرف بدلاً من التحرك مباشرة.
- تتجلى هذه العلاقة في الفرق بين ضغوط الهواء من منطقة لأخرى، مما يؤدي إلى حركة الرياح من مراكز الضغط العالي إلى مراكز الضغط المنخفض.
- في المناطق الساحلية، يحدث نسيم البحر نتيجة للاختلاف في ضغط الهواء بين اليابسة والماء.
