السحب في جو الأرض... كيف تتكون؟ وماهي انواعها؟ وكيف يهطل المطر والثلج؟

استطاع العلم ان يغزو معظم جوانب الكون ويتغلغل في كل زاوية محللا ومستقرئا ومستنتجا فيحقق انتصاراته الباهرة في مجالات الحياة كلها، والعقل ذلك العضو الفريد، يغذيه ويرفده بقوام التمعن والادراك والمقارنة، من اجل المعرفة الحقة الخالدة.
والسحب نموذج فريد من نماذج الدراسة.... تلك الغلالات الرقيقة التي تملأ جوالأرض وتضفي عليه ا لوقار والهيبة احيانا والعبوس والتجهم احيانا اخرى.. ‏
وفي اغلب ايام السنة تظهر في الجو بألوانها المتعددة واشكالها الحافلة بالطرافة في الشتاء أو في الخريف أو الربيع وحتى في الصيف وحيال تعلقها الكبير بحياتنا وأثرها الكبير في المناخ الذي نعيشه كان خليقا بنا ان نتعرف عليها وأن نجيب عن التساؤلات المطروحة عنها، ولا ريب في ان ذلك يقتضي بحثا طويلا انما لا يمنع من أن نأخذ فكرة مجملة عن معظم جوانب هذا الموضوع الهام والطريف. ‏
السحب كتل من مادة مرئية تطفو في الهواء العالي، وتتكون من عناصر دقيقة من قطيرات الماء أوبلورات الثلج أو من خليط منهما وهي تطفو محمولة على الهواء الذي يملأ جو الأرض يحملها برفق حينا وبقسوة احيانا اخرى، وينقلها من مكان لآخر، وفق نظام متعلق بدوران الأرض وبالمناخ في مناطقها المختلفة. ‏
ولعل أول من تطرق لموضوع دراسة السحب العالم الفرنسي الكبير لامارك عام 1802 حين نشر قائمة بأنواعها وعرف كل نوع حسب وجهة نظر معينة، وأصدر تلك القائمة باللغة الفرنسية وقد لاقت صدى هائلاً، على الرغم من انها تخلو من التوضيح والشرح.. وتبعه (لوك هوارد) عام 1803، حين نشر اسماء انواع السحب المختلفة بطريقة منظمة استخدمت اساسا لجملة التصنيفات التي تلتها فيما بعد. ‏
وفي عام 1840 اضاف كيمنس انواعا اخرى للقائمة ثم قسمت السحب عام 1855 الى مجموعتين، المجموعة الأولى دعيت بالسحب المسطحة الحاجبة، والمجموعة الثانية دعيت بالسحب المتوسطة بين عالية ومنخفضة.. ووضعوا اسسا معينة للتمييز بين السحب الثلجية (المكونة من بلورات ثلجية( والسحب المائية (قطيرات ماء). ‏
وتتابع العلماء في دراستها يحللونها ويكشفون عن ماهيتها حتى عام 1891 حين انعقد المؤتمر الدولي في ميونيخ و اتفق العلماء فيه على تقسيم انواعها تقسيما مختلفا ونشر في ذلك العام اول مصور دولي للسحب طبع عدة مرات حتى عام 1922 حين شكلت لجنة دولية وكلت اليها مهمة تحضير مصور جديد.. منظم ومبوب يحوي اضافات كثيرة مع شروح مطولة ومبسطة لما يتعلق بالسحب بأنواعها المختلفة واستطاع العلماء في السنوات الأخيرة بفضل التقدم التكنيكي العلمي الهائل ان يتعرفوا على جوانبها ويفسروا كثيرا من احاجيها واسرارها. ‏
للسحب انواع كثيرة.. منها العالية (على ارتفاعات بين ستة كيلومترات واثني عشر كيلو مترا) والمتوسطة (على ارتفاعات بين 1800 متر و6000 متر) والمنخفضة (على ارتفاعات 1800 متر وما دون ذلك) ولكل من هذه الانواع تكوينه الخاص واشكاله.. والسحب بارتفاعاتها المتباينة يمكن تقسيمها إلى زمرتين: الأولى تسمى (سحب سمحاقية) وهي سحب دقيقة منفصلة بيضاء كالحرير، لا تلقي على الأرض اي ظل مختلفة المظهر احيانا بشكل خصل واحيانا خطوط او ريش طيور وهي كما قلنا بدون ظل الا عندما تتكاثف تكاثفا كبيرا قبل تحولها الى زمرة اخرى.. ومعظم سحب هذه الزمرة على ارتفاعات عالية... ‏
والزمرة الثانية تسمى (سحب ركامية).. وهي سحب سميكة بصفة عامة... بعض انواعها يهطل منه المطر والبعض الآخر يهطل منه البرد والثلج وهي آناً طبقية (بشكل طبقات) وطورامعتمة أو شبه شفافة... أو متموجة..ولكل منها ميزاته الخاصة... ‏
ولكن كيف تتكون السحب؟ ‏
تتكون السحب عن طريق جزء من بخار الماء الذي يحويه الجو الى حالة من السيولة او الجمود وقد يكون التحول في صورة قطرات ماء ناتجة عن تكاثف البخار.. أو في صورة بلورات ثلجية ناتجة عن تكاثف شديد، وفي ضغوط منخفضة وبرودة.. ‏
ولكي تجري التحولات لا بد من ظروف مناسبة اي ان يكون الهواء مشبعا ببخار الماء، أو في حالة قريبة من التشبع.. كما ان استمرار التكاثف يتطلب ان يمد الهواء باستمراربالبخار حتى يحتفظ بتشبعه.. ‏
ويمكن الوصول الى درجة التشبع المطلوبة بعدة طرق.. تؤدي كلها الى تبريد الهواء وانقاص قدرته على حمل بخار الماء.. وزيادة البخار الى اقصى درجة ففي عملية التكوين الحرارية، الناتجة عن سطح الأرض المسخن بالاشعاع الشمسي الى درجات متفاوتة من الحرارة... حيث يزداد دفء الهواء وينشأ في الجو عدم استقرار في الضغط والحرارة..يؤدي ذلك الى تيارات نشطة صاعدة وهابطة فيصعد الهواء الساخن حاملا معه ذرات الماء، إلى اعلى الجو.. تاركا مكانا شاغرا، فيهبط هواء بارد من الأعلى ليحل مكانه.. وينتج عن ذلك تيارات متعددة. إذا وصل الهواء المرتفع الساخن الى علو كاف لإشباعه.. تتكون طبقة عجاجية هي مادة السحب الأولى.. وتبدأ السحب عندها بالتكون ويتوقف سمكها على رطوبة الهواء المرفوع واستقراره لان عدم استقراره يؤدي الى رفعه نحو الأعالي وبالتالي رفع السحب.. ‏
وعندما تأتي تلك السحب الممددة من الرطوبة.. تتكاثف مكونة ركاما (سحاب كثيف) ضحلا.. تتخلل هذا الركام اشعة الشمس عند الظهر.. حيث يكون الاشعاع الشمسي في نهايته العظمى..أما اذا كان تشكل السحاب في المساء مثلا.. فانه تتكون انواع جديدة من السحب، الخليط من بلورات الثلج وقطيرات الماء التي تتحول بدورها الى بلورات في درجة / ـ 10/ مئوية.. وتشتد عندها الرياح وتتكون الزوابع المتعددة الاتجاهات.. واذا كان الظرف مناسبا لهطول مطر.. قد تحتك هذه السحب بعضها ببعض وتُسمع اصوات قوية (الرعد) ونتيجة الاحتكاك تنطلق شرارات كهربائية سريعة (البرق والصواعق)... ‏
عندما يحدث الحريق في منطقة قابلة للاشتعال من سطح الارض (مثل غابة كثيفة) وتندلع ألسنة اللهب، ويغطي الدخان الجو، في منطقة شبه باردة ، ينشأ عن ذلك تيارات هوائية صاعدة قوية تحمل الدخان الى الأعالي لمسافات كبيرة بسبب اختلاف درجات الحرارة.. وقد تتشكل عند ذلك السحب الضخمة او الضئيلة (حسب حجم الحريق)... ‏
كما ان احتراق كمية من الاخشاب يؤدي الى انطلاق بخار الماء بكميات كبيرة قد تكفي لتكون سحبا ركامية. ‏ ومن الجدير بالذكر ان المرتفعات والجبال تلعب دورا مهما في عمليات تكوين السحب ، فكثيرا ما يؤدي وجود تلال ومرتفعات في طريق الرياح ان يصعد الهواء فوق تلك التلال او المرتفعات.. ‏
حيث يتمدد تمددا كافيا.. يسمح بتكوين السحب، ويتوقف مدى رفع الهواء بهذه الطريقة على حدة الرياح،وارتفاع التل ، ومدى انحداره. ‏
وعندما يكون الهواء مستقرا، ذا رطوبة نسبية عالية، تتكون سحب طبقية فوق قمم التلال، قد يؤدي التبريد بالملامسة بطريق غير مباشر إلى تكوين السحاب، فيتكون في البداية الضباب، ثم يرتفع نتيجة للتيارات الصاعدة الحرارية منها، أو الآنية وينتج عن ذلك سحب منخفضة.. كما ان ضباب البحر الذي تدفعه الرياح الى أرض الشاطئ أو أرض الجزر قد يرتفع حين اقترابه من الشاطئ مكونا السحب. ‏
أما السحاب الاصطناعي فيمكن تكوينه بطرق مختلفة منها: طريقة الطائرات، والطائرات المستعملة لهذه الغاية اما مروحية او نفاثة ففي المروحية: ترتفع الطائرة في الجو وتشكل دوامات هوائية عند جناحيها وعند مراوحها.. تكفي هذه الدوامات لينخفض الضغط، الامر الذي يؤدي الى تبريد الهواء لدرجة تكفي لاحداث التكاثف في قطيرات الماء او تشكل بلورات ثلج ، إلا ان السحاب الذي يتكون بهذه الطريقة قد لايستمر طويلا، واحيانا لايستمر حتى نصف ساعة. ‏
اما الطائرات النفاثة فإن المواد التي تطلق من مدخنتها قد يضاف اليها احيانا مواد تساعد في تشكل السحاب الذي يتكون خلال فترة قصيرة وقد لايدوم طويلا ايضا. ‏
وإذا حدثت هذه العملية فوق سطح الأرض يتكون منها مايسمى الضباب الاصطناعي، وهو يحدث بين حين وآخر في الدرجات المنخفضة وعند ازدياد الرطوبة النسبية. ‏
أما عن هطول المطر فلا يهطل المطر من أنواع السحب جميعاً، فالسحب السمحاقية بمجملها ليست سحباً هطالة... وبعض الأنواع العالية من السحب الرقيقة المكونة من بلورات ثلجية قد يكون الهطول منها على شكل حبات متفرقة من الثلج تصل منها الى الأرض كميات ضئيلة من المطر الذائب أو من بقايا البلورات الثلجية وهناك انواع من السحب تنمو في اتجاه رأسي يسقط منها المطر على شكل زخات أما السحب المنتفخة الكثيفة فتهطل منها أمطار غزيرة وهذا النوع هو الوحيد الذي يهطل منه البرد الحقيقي. ‏
ويتكون البرد من قطيرات من المطر الهاطل تقع في تيار صاعد يرفعها داخل السحب في مستويات أعلى وأبرد فتتجمد، وإذا ظلت في التيار الصاعد تلتقط قطيرات تعلق فيها وتتجمد مكونة بلورات ثلجية كبيرة وهكذا وحين تسقط تكون متمايلة كندف القطن الخفيف تتلاعب بها الرياح، وقد تنصهر قبل وقوعها على الأرض أو تسقط على شكل حبة برد، يتفاوت حجمها عن حجوم الحبات الأخرى. ‏
أما هطول المطر المكون من قطيرات الماء... فيبدأ حين تتكاثف السحب وتتجمع القطيرات مكونة قطرة كبيرة تنفلت تحت تأثير الجاذبية نحو الأسفل.. وتكون هذه القطرات أحياناً كثيرة، ويكون المطر الهاطل غزيراً ومستمراً لفترة طويلة. ‏
وعن السحب وحوادث الطيران تؤثر السحب في جميع عمليات الطيران ففي الطائرة أجهزة تنبئ عن الطقس الذي تتدخل السحب في حالته بشكل كبير... ويضع الطيارون الخطط، على أساس تحاشي وقوع الاصطدامات الجوية أو الوقوع في منخفضات جوية عالية، تكون الزوابع فيها على أشدها تتلاعب بالطيارة حتى تسقطها متحطمة. ‏
وما الضباب الذي تشكو منه المطارات سوى سحب منخفضة.. يؤدي إلى وقوع حوادث كثيرة تودي بمئات الضحايا. ‏
وقد تقدم علم الأرصاد الجوية في مجال التنبؤ بالطقس.. والكشف عن المنخفضات الجوية وإزالة العراقيل التي تعوق الطيران، ومعرفة السحب التي تسبب الكوارث... ‏
أشكال السحب كثيرة ومتنوعة ‏
وتتخذ السحب ـ حسب قسميها المختلفين «السمحاقية والركامية» ـ أشكالاً عديدة متنوعة فللسمحاقية الرقيقة البيضاء الناعمة أشكال كثيرة ومعظمها لايلقي ظلالاً على الأرض، أحيانا تكون بشكل خيوط منحنية أو مستقيمة متجمعة إلى جانب بعضها وأحياناً بشكل خطافات ذات نهايات مدببة أو طويلة كالخصل. ‏
وهناك سحب تظهر عند الغروب وتكون أحيانا ملونة، وهناك أيضاً طبقات منتظمة من السحب الركامية المنخفضة تظهر بعدة أشكال أيضاً... وأحياناً يتشقق انتظامها، وتتمزق وتبدو بسبب انخفاضها سريعة الجريان. ‏
وهناك المزن الركامي: وهي سحب منخفضة يهطل منها المطر ... تكون معتمة عادة.. تتخذ مظاهر غريبة وأحياناً تبدو وكأنها مضاءة من الداخل، تنمو في اتجاه رأسي، ويسقط منها الثلج والمطر بغزارة ... وتتخذ شكل السندان، يتألف رأسها من بلورات من الثلج، وهي أكثر الأنواع شيوعاً وتميزاً.. وعندما تنفصل القمة السندانية عنها تتحول إلى سحاب رعدي ترافقه العواصف وتتخذ أحيانا شكل القلنسوة أو شكل القوس أو مايسمى بالسحب الثدية.. ‏
وللسحب الركامية المتوسطة الارتفاع أشكال تشبه الأشكال السابقة، تتجمع بشكل خيوط متماوجة أو معتمة يهطل منها الثلج والمطر بشكل رذاذ بسيط، وعندما تتكاثف تهبط متحولة إلى سحب منخفضة تسمى الركام المنتفخ، الذي هو تجمعات السحب في جوبارد وتعكس هذه التجمعات على حوافها قدراً كبيراً من أشعة الشمس. ‏
وهناك أشكال خاصة من السحب، هناك سحب عدسية ذات اشكال مميزة رقيقة الحواف، تظهر على شكل (عدسة) تعرف احيانا لسرعتها باسم (اميرة الريح) وهي شبيهة بالمغزل تظهر على مختلف الارتفاعات تبدو احيانا في لون الصوف الابيض. ‏
وهناك سحب شريطية تشبه الاعلام التي ترفرف على قمم الجبال وتدل على مواقع التلال عند عدم رؤيتها بسبب انخفاضها عن مستوى الافق... ‏
ويوجد ايضا نوع خاص من السحب يضيء في الليل وهو سحب عالية تنشأ على ارتفاعات تقرب من /80/ كيلومترا تشبه الى حد كبير السحب السمحاقية، تبدو ملونة، تقع عليها بسبب علوها الشاهق اشعة الشمس بعد هبوطها تحت الافق بفترة طويلة فتضيئها.. ‏
اما السحب الصدفية التي تتخذ شكل اصداف البحر.. فتظهر بألوان زاهية.. تضيئها الشمس ايضا للسبب ذاته... ‏
وقد استرعى حديث الاطباق الطائرة اهتمام الناس بعد الحرب العالمية الثانية اي بعد تفجير القنبلة الذرية وتكهن الكثيرون عنها. ‏
كانت ترى احيانا بشكل مجموعة من الطائرات غير مألوفة الشكل تطير فوق الثلوج على قمم الجبال، طيرانا متتابعا ومنتظما، مسطحة اشبه بالاطباق، تعكس ضوء الشمس.. وتتحرك بسرعة غريبة.. وليست سوى سحب عدسية تظهر بمجموعات فوق الجبال الثلجية. ‏