עננים וגשמים

עננים וגשמים   \   אהוד קלפון

 

עננים הם ריכוזים של גבישי קרח קטנים וטיפות מים זעירות. הם מתהווים כתוצאה מהתעבות אדי מים במצב של רוויה, עם גרעיני התעבות. יש עננים נמוכים שתקרת הגובה שלהם היא 2,500  מטרים, עננים בינוניים שנעים בין 2,500 עד 5000  מטרים ועננים גבוהים מעל לגובה זה. מבחינים בענני ערמות (קומולוס), הקשורים למצבים של חוסר יציבות באטמוספרה, ענני שכבה (סטראטוס), הנראים שטוחים ולא מפותחים ועננים בשם נימבוס המורידים משקעים. ענן בינוני ערמתי נקרא אלטו- קומולס וענן גבוה ערמתי נקרא צירו- סטראטוס. ענן ערמתי נמוך המוריד גשמים נקרא קומולונימבוס וענן שכבתי נמוך ומוריד גשמים נקרא נימבו- סטראטוס.   

המים מורכבים מחמצן ומימן ונמצאים בשלושת מצבי הצבירה: נוזל, גז ומוצק והם מכסים 70% מפני כדור הארץ. מים מזוקקים (טהורים), אין להם צבע, ריח, וטעם (חסרי מינרלים), ומי השתייה ששואבים ממאגרים תת קרקעיים, ממעניינות או מאגמים יש בהם מינרלים רבים וגם טעם. מחזוריות המים בטבע, כוללת התאדות מים (אוופורציה) ממאגרים פתוחים, דיות המים (טרנספירציה) מצמחים, עליית אידי המים עם האוויר, התקררותם בגבהים, התעבותם, יצירת עננים ותנועתם וירידת טיפות הגשם בגדלים שבין חצי מ"מ לבין שמונה מ"מ. חלק מהגשם מתנדף מיד, חלקו מגיע למאגרי מים תת- קרקעיים וחלקו אל הים.

השמש היא הגורם לתהליכים האטמוספריים כולל יצירת משקעים. הטיפות הזעירות של המים בענן מתהוות כאשר אידי מים מתלכדים מסביב לחלקיק זעיר של אבק והטיפות מתעבות ומושכות אחרות ברדתן מהענן בכוח הכובד כלפי מטה. יש הבדלים במהירות ירידת טיפות הגשם, הטיפות הקטנות יורדות במהירות של 1  קמ"ש והטיפות הגדולות, בגשם הטרופי, יורדות במהירות של 30  קמ"ש.  אפשר ליצור סופת שלגים בניסוי פשוט.  מכניסים גוש זעיר של קרח יבש לתוך תא הקפאה מלא ערפל של אידי מים ותוך רגעים זה יוצר פתיתי שלג.

שלג הוא אחד המשקעים היורדים מהעננים, כל 100 מ"מ שלג שווים ל 10  מ"מ של גשם.

השלג נוצר כאשר אידי מים בענן מתלכדים מסביב לחלקיק אבק וקופאים. גבישי הקרח נופלים מכוח הכובד ובעוברם באוויר פחות קר, הם הופכים לפתיתי שלג בעלי צורות אופייניות, ואין שני פתיתי שלג זהים. קרחון למשל הוא שלג דחוס שירד לפני אלפי שנים בתקופות הקרח השונות. העננים עשויים מאידי מים והם מרחפים באוויר כי כוח המשיכה של כדור הארץ הוא פחות מכוח ההתנגדות של האוויר. עננים היוצרים גשם, רוויים באידי מים והטמפרטורה שלהם היא פחות ממינוס 21 מעלות צלזיוס. אפשר להוריד גשם מלכותי מעננים שהטמפרטורה שלהם היא מינוס 15 מעלות צלזיוס. בארץ יש תוספת גשמים של קרוב ל 20%  מזריעת עננים במשך עונת החורף. בזריעת עננים מפזרים חלקיקי יודיד הכסף בקוטר של מיקרון אחד, היוצרים מוקדי התגבשות בעננים המתאימים, כדי לגרום לאידי המים להתלכד לגבישי קרח קפואים.

סביב כל חלקיק של יודיד הכסף קופאים המים במהירות וגבישי הקרח הקטנים (1-2  מ"מ), נופלים וסופחים עוד טיפות מים זעירות. הגוש הקפוא הולך וגדל בנפילתו מהענן עד הגיעו לשכבת אוויר חמימה יותר, הוא ניתך והופך לטיפת גשם. באוקיינוסים נמצאים 97.5% מכלל המים בכדור הארץ, והיתר נמצאים היבשות. סובלימציה זה השינוי הישיר מקרח לאדים ( השקעת אנרגיה גדולה יותר מאשר הפיכת מים לאדים).

קרה היא הפיכת אידי מים לגבישי קרח על עצמים בקרקע. במחזוריות ההידרולוגית בטבע, המים הופכים לאדים ולגבישי קרח בעננים ויורדים על הארץ ומגיעים לימים וחוזר חלילה. כל המים המתוקים בכדור הארץ מקורם במשקעים היורדים מעננים או מטל על הארץ. אוויר הוא תערובת של גזים (שבו יש גם אבק ואידי מים) הנמצאים בתנועה מתמדת. אנרגית השמש היא המקור לתנועת האוויר והרוחות. חלוקת עוצמת הקרינה של השמש באופן שונה על פני כדור הארץ היא אחד הגורמים המשפיעים על האקלים העולמי.

האוויר מורכב מ 78% חנקן, 21%  חמצן והאחוז הנותר מכיל פחמן דו חמצני ( 0.03% ) וגזים אחרים. בגובה שבין 20  ק"מ לבין 40  ק"מ יש שכבת אוזון המורכבת משלושה אטומים של חמצן והיא מגינה מפני הקרינה האולטרה סגולית המגיעה מהשמש ועלולה לגרום להרס החי והצומח בכדור הארץ.

חזית קרה היא מסה של אוויר קר המגיע מהקוטב ואינו מתערבב עם החזית החמה שמגיעה מהאזור הטרופי.
אוויר קר צפוף יותר מאוויר חם והוא כבד יותר ושוקע, ואוויר חם פחות צפוף, הוא קל ועולה למעלה. המכשירים למדידה הנפוצים הם, מד גשם, מד טמפרטורה (תרמומטר), מד לחץ אטמוספרי (ברומטר), מד למהירות הרוח (אנמומטר) ועוד. לחץ האוויר גבוה יותר בגובה פני הים מאשר על הרים גבוהים כי האוויר צפוף יותר בחלקים הנמוכים ודליל יותר ככל שעולים לגובה. באוויר חם יש פחות לחץ כי יש יותר תנועה של מולקולות, והמרווח ביניהן גדל ולכן האוויר פחות צפוף על אותה יחידת נפח של אוויר. באוויר קר גדל הלחץ בגלל צפיפות המולקולות שבו הנעות יותר לאט ומתקרבות זו לזו. אוויר חם עם אחוז לחות יחסית גבוהה, כאשר הוא עולה לגובה, הוא מתקרר ואינו יכול להחזיק את כמות האדים שבו והם מתעבים ונוצרים עננים.

לחות היא מידת האדים שיש באוויר, במצב מקסימאלי האוויר רווי והוא מכיל 100% לחות הלחות היחסית הנמדדת היא ביחס לאוויר הרווי. הרוחות נושבות בגלל ההבדלים הקיימים בין אזורי לחץ אוויר, הרוחות נושבות מלחץ אוויר גבוה ללחץ אוויר נמוך, ככל שההבדלים גדולים יותר הרוחות חזקות יותר.

אקלים הוא המצב הכללי של מזג האוויר באזור נרחב למדי, למשל האזור הגיאוגרפי קובע את הקלים שבו. מזג האוויר הוא מצב של מערכת האוויר במקום מאוד ספציפי כמו לחות ויובש, טמפרטורה, עננים ורוחות המשתנים באופן מקומי. קשת בענן:כאשר מסתכלים על הקשת, השמש נמצא מאחורינו ומקרינה על ענני הגשם שלפנינו.

ככל שהשמש נמצאת נמוכה באופק, כך הקשת גבוהה יותר מעל לאופק. הקשתות שבענן נראות בדרך כלל בשעות הבוקר והערב בגלל זווית השמש. אפשר לראות קשת גם בירח מלא הנמצא בצד אחד של האופק וענני הגשם בצד שממול (התופעה  נדירה  מאוד והאור עמום). צבעי הקשת מתקבלים משבירת קרן בתוך טיפת מים כמו פריזמה (מנסרה), והצבעים המתקבלים הם לפי הסדר: אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול, סגול. כל צבעי הקשת המחוברים יחד הם נראים באור לבן.

גשם חומצי עובר דרך אוויר מזוהם בגופרית דו חמצנית ותחמוצות חנקן למיניהן. הגזים האלה מתמוססים במי הגשם ויוצרים חומצות העלולות לגרום נזקים לצומח ולעולם החי. הגזים המזהמים האלה וחלקי פיח יכולים גם להיצמד לאבק שבאוויר וכך להגיע אל ריאותינו ולגרום למחלות בדרכי הנשימה. המקור לדו תחמוצת הגופרית באוויר הוא משריפת דלק  עשיר בגופרית במפעלים שונים. והמקור לתחמוצות חנקניות באוויר הוא משריפת דלק בכלי רכב ובתחנות כוח לחשמל.
מים מזוקקים (טהורים) הם בעלי דרגת חומציות 7 , בגשם רגיל החומציות היא בדרגה 5.5 ובגשם חומצי היא נעה בין 4.4 לבין 3.5 הגשם היורד באזור שיש בו אוויר מזוהם כל השנה, שוטף את הזיהום המצטבר על מהבתים, על הכבישים ועל העצים אל הקרקע ומזהם אותה עוד יותר.       

                                                              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                              

 

 

Comments