الكتل الهوائية وتأثيرها في الطقس
الكتلة الهوائية: كمية ضخمة من الهواء تتميز بخصائص متجانسة أفقياً من حيث درجة الحرارة والرطوبة، تمتد رأسياً إلى ارتفاعات عالية قد تصل إلى كيلومترات عدة.
مصادر الكتل الهوائية: المسطحات المائية، اليابسة.
منطقة المصدر: المنطقة التي تنشأ فيها الكتل الهوائية وتكسب منها خصائصها مثل: درجة الحرارة والرطوبة.
- الشروط التي يجب توافرها في منطقة المصدر:
1. أن تكون مساحتها واسعة.
2. أن تكون المساحة متشابهة في درجة حرارتها، ورطوبتها، وتضاريسها.
♦ فسر: يجب أن تكون منطقة المصدر كلها يابسة أو كلها مسطحات مائية، ولا يمكن أن تحتوي يابسة وماء معاً.
♦ الجواب: لأنه يجب أن تكون منطقة المصدر متشابهة في درجة حرارتها ورطوبتها وتضاريسها.
- أنواع الكتل الهوائية:
1. المدارية: إذا تكونت فوق المناطق المدارية.
2. القطبية: إذا تكونت فوق منطقة قطبية.
تصنف الكتل الهوائية القطبية والمدارية تبعاً لطبيعة المنطقة التي تكونت فوقها ضمن صنفين:
1. قارية. 2. بحرية.
- العوامل المؤثرة في الكتل الهوائية:
1. منطقة المصدر، رطوبة الكتلة التي تستقر فوق مسطح مائي أكبر من رطوبة كتلة أخرى تستقر فوق سطح اليابسة.
2. المدة الزمنية التي يستقر فيها الهواء فوقها، رطوبة الكتلة التي تستقر فوق سطح مائي مدة شهر كامل أكبر من رطوبة كتلة أخرى تستقر فوق المسطح المائي نفسه لمدة أسبوعين.
3. المسار الذي تسلكه بعد تكونها.
- حركة الكتل الهوائية وتأثيرها في الأحوال الجوية:
تشكل المناطق ذات الضغط المنخفض معاً نطاق يسمى نطاق الضغط المنخفض، وتشكل المناطق ذات الضغط المرتفع معاً نطاق يسمى نطاق الضغط المرتفع.
تعتمد حركة الكتل الهوائية على هذه المناطق، حيث تتحرك من مناطق الضغط المرتفع إلى مناطق الضغط المنخفض.
- عندما تتحرك الكتل الهوائية من مكان إلى آخر فإن خصائصها تبدأ بالتغير، وخاصة الأجزاء السفلية منها.
مثال 1: عندما تتحرك كتلة هوائية قطبية قارية باتجاه مناطق مدارية بحرية، فهذا يتسبب في رفع درجة حرارة الجزء السفلي للكتلة الهوائية وزيادة رطوبتها، وهو ما يؤدي إلى حالة من عدم الاستقرار في الكتلة الهوائية، فتتشكل الغيوم، وتهطل الأمطار الغزيرة، أو ربما البرد أو الثلوج.
مثال 2: عندما تتحرك كتلة هوائية قطبية قارية باتجاه مناطق مدارية قارية، فإن الجزء السفلي منها سوف يسخن، ولكن لا تزداد رطوبتها، ما يؤدي إلى استقرارها، ونتيجة لذلك سوف يكون الجو صافياَ على الرغم من تشكل بعض الغيوم المتفرقة.
أتحقق: (صفحة 133)
أوضح المقصود بمنطقة المصدر.
الإجابة: منطقة المصدر هي المنطقة التي تنشأ فيها الكتل الهوائية وتكتسب منها خصائصها مثل، درجة الحرارة والرطوبة.
أفكر: (صفحة 133)
أفسر نشأة الكتل الهوائية في مناطق محددة على سطح الأرض دون الأخر.
الإجابة: لأن هذه المنطقة التي تنشأ فيها الكتل الهوائية تُعد منطقة مصدر تتوافر فيها شروط، مثل: مساحتها واسعة، ومتشابهة في درجة حرارتها، ورطوبتها، وتضاريسها؛ وجميعها يابسة أو جميعها مسطحات مائية.
أفكر: (صفحة 134)
تتكون الكتل الهوائية في مناطق مختلفة على سطح الأرض؛ فعلى سبيل المثال، تتكون الكتل الهوائية القطبية القارية في منطقة سيبيريا، في حين تتكون الكتل الهوائية القطبية البحرية فوق خليج ألاسكا وشمال المحيط الهادي. فهل يتأثر مناخ المناطق بالكتل الهوائية المختلفة التي تتعرض لها؟ أدعم إجابتي بأمثلة.
الإجابة: نعم يتأثر مناخ المناطق بالكتل الهوائية التي تتعرض لها، فعلى سبيل المثال؛ إذا أثرت كتلة هوائية باردة قادمة من سيبيريا على منطقة ما فإنها ستعمل على خفض درجة الحرارة في تلك المنطقة.
أتحقق: (صفحة 134)
أقارن بين الكتل الهوائية المدارية البحرية، والكتل الهوائية القطبية القارية من حيث رطوبتها.
الإجابة: الكتل الهوائية المدارية البحرية أكثر رطوبة من الكتل الهوائية القطبية القارية.
أتحقق: (صفحة 135)
مستعينًا بالشكل ( 4)، أصف كيف تغيرت درجة حرارة الكتلة الهوائية الباردة والجافة، المتكونة فوق شمال قارة آسيا، في أثناء حركتِها فوق المسطحات الساخنة، باتجاه منطقة حوض البحر الأبيض المتوسط.
الإجابة: ازدادت درجة حرارتها تدريجيًا.
أتحقق: (صفحة 136)
أبين علام تعتمد حركة الكتل الهوائية على سطح الأرض؟
الإجابة: تعتمد حركة الكتل الهوائية على مناطق الضغط الجوي المرتفع ومناطق الضغط الجوي المنخفض، حيث تتحرك الكتل الهوائية من مناطق الضغط الجوي المرتفع إلى مناطق الضغط الجوي المنخفض.
أفكر: (صفحة 136)
ألخص ماذا يحدث للكتل الهوائية عند انتقالِها من مصدر تكونِها إلى مناطق أخرى.
الإجابة: تتغير خصائص الكتل الهوائية من حيث درجة الحرارة والرطوبة عند انتقالها من مصدر تكونها إلى مناطق أخرى، فعلى سبيل المثال، إذا كان السطح الذي تمر فوقه الكتلة الهوائية باردًا وبحريًا فإن درجة حرارة الكتلة الهوائية ستنخفض وتزداد رطوبتها.
أتحقق: (صفحة 137)
أفسر سبب نشأة مناطق الضغط المرتفع على سطح الأرض.
الإجابة: اختلاف توزيع قيم الضغط الجوي على سطح الأرض، حيثُ تشكل المناطق ذات الضغط المرتفع معًا نطاق ضغط يُسمّى نطاق الضغط المرتفع.
أفكر: (صفحة 137)
أتوقع ماذا يمكن أن يحدث لحالة الجوِّ في منطقة قطبية ما إذا تحركت كتلة هوائية مدارية بحرية باتجاهها.
الإجابة: تمتاز الكتلة الهوائية المدارية البحرية بارتفاع درجة حرارتها ورطوبتها العالية؛ لذلك سترتفع درجة حرارة المنطقة القطبية وتزداد رطوبتها نتيجة تأثرها بهذه الكتلة المدارية البحرية.
تجربة نمذجة حركة الكتل الهوائية (صفحة 138)
التحليل والاستنتاج:
- أفسر سبب انزلاق البيضة إلى داخل القنينة الزجاجية.
الإجابة: تنزلق البيضة؛ لأنه عند تسخين الهواء داخل القنينة الزجاجية فإن ضغط الهواء داخلها أصبح أقل من ضغط الهواء خارجها، ونتيجة لاختلاف الضغط تنزلق البيضة من منطقة الضغط المرتفع (خارج القنينة) باتجاه منطقة الضغط المنخفض (داخل القنينة).
- أتوقع كيف يمكن إخراج البيضة من القنينة الزجاجية.
الإجابة: يمكن إخراج البيضة من القنينة باتباع طريقة معاكسة لعملية إدخالها، فيتم تبريد القنينة الزجاجية؛ ونتيجة لذلك سيصبح ضغط الهواء داخل القنينة أكبر منه خارج القنينة، ويؤدي ذلك إلى انزلاق البيضة من منطقة الضغط المرتفع (داخل القنينة) إلى منطقة الضغط المنخفض (خارج القنينة).
- أتنبأ ماذا يمكن أن يحدث لو وضعت البيضة دون تقشير.
الإجابة: لن تنزلق البيضة إلى داخل القنينة حتى لو كان هناك اختلاف في ضغط الهواء.
- أربط بين هذه التجربة وحركة الكتل الهوائية على سطح الأرض.
الإجابة: تتحرك الكتل الهوائية بحركة مماثلة لحركة البيضة، حيثُ تتحرك الكتل الهوائية من مناطق - الضغط المرتفع إلى مناطق الضغط المنخفض.