ما هي الدورة العامة للرياح؟

الدورة العامة للرياح:

إن الدورة العامة للغلاف الغازي هي بسبب التباين في توزيع الإشعاع الشمسي غير المتساوي على سطح الأرض. كما أن التسخين الشديد على خط الاستواء هو سبب في تمدد الهواء فوق خط الاستواء؛ ممَّا يخلق منطقة ضغط منخفض دائم، فإن الهواء الذي يصعد فوق خط الاستواء ونتيجة عدم قدرته على اختراق حاجز التروبوبوز، فإنه يهبط على القطبين مكوّناً منطقة ضغط عالي دائم. ولقد جاءت هذه النظرية على يَد هادلي قبل قرنين من الزمن.
ولتوفر معلومات خلال الفترة الماضية دعت العالم فيرل ومن بعده جاء روزبي إلى وضع نموذج معدل لدورة الرياح العامة، فأصبحت دورة هادلي مختصرة على كل من توزيع الضغط وحركة الهواء بين خط الاستواء والمدارين؛ وذلك لأن التعديل قد أدخل خلايا جديدة للدورة العامة للرياح. كما قامت نظرية الرياح الجديدة إضافة خلايا لكل من العروض الوسطى والقطبية، حيث تتكوَّن الدورة العامة للرياح من ثلاثة خلايا.
ومثال على ذلك شكل الدورة العامة للغلاف الغازي مع الخلايا المكوَّنة لها. وقبل الدخول في تفاصيل لا بُدّ من التذكير بأن هذا الشكل هو افتراضي لأنه يشترط أن تكون الأرض كلها ماء أو يابس؛ ممَّا يجعل بعض أجزاء الشكل لا تعبر عن الواقع. ولكن للشكل فوائد تعليمية فهو يسهل عملية تصور الدورة العامة، كما أنه يتطابق مع الواقع في بعض المواقع، فالخلية الأولى تُسمَّى بخلية هادلي، حيث يرتفع الهواء فوق خط الاستواء بسبب التسخين الشديد والتقاء الرياح التجارية من نصفي الكرة، مكوّناً منطقة اللقاء الاستوائي.
فالهواء الذي يصعد فوق خط الاستواء يشطر في الأعلى إلى قسمين عند اصطدامه بالتروبوبوز، حيث يتجه شطر باتجاه مدار السرطان والآخر باتجاه مدار الجدي، فإن الهواء في الأعلى بعد أن يقطع مسافة يبدأ بالتبرد إشعاعياً. وإن قوة الانحراف تبدأ بالتأثير عليه، كما أن اختلاف السرعة بين كل من الهواء وسرعة الأرض تحته تتزايد؛ ممَّا تدفعه للتباطؤ فيهبط.
كما أن هناك هواء في الأعلى يأتي من الدائرتين القطبيتين فيصطدم به. وكل هذه العوامل تؤدي إلى هبوط الهواء كمعدل فوق دائرة عرض 30 درجة كمعدل لتصبح هذه المنطقة (عروض الخيل) منطقة ضغط عالي دائم، فالهواء الهابط من الأعلى فوق المنطقة يكون جافاً وحاراً. وعندما يصطدم بالسطح فإن قسم منه يتجه سطحياً باتجاه خط الاستواء، ليكون الرياح التجارية الشمالية الشرقية في نصف الكرة الشمالي والجنوبية الشرقية في نصف الكرة الجنوبي.
وتتكوَّن هذه الخلية إذاً من رياح سطحية هي الرياح التجارية، أيضاً تيار هوائي صاعد يكون فوق خط الاستواء وتيار هوائي هابط فوق عروض الخيل. وتعتبر هذه الخلية من أكثر الخلايا استقراراً في حجمها واتجاه هبوب الرياح فيها. وإن في الحد الفاصل بين هذه الخلية وخلية روزبي وفي تقطع التروبوبوز يظهر التيار شبه المداري النفاث. والخلية الثانية التي تُسمَّى خلية فيرل أو روزبي وتتكون من الهواء الهابط فوق عروض النخيل (دئرة عرض 30 درجة).
وهذا الهواء في الأعلى يأتي من الهواء المتصاعد فوق الدائرتين القطبيتين. وكما ذكرنا في خلية هادلي، فإن هبوط الهواء فوق المنطقة سيؤدي إلى تكوين ضغط عالي شبه مداري دائم، حيث تخرج من الضغط العالي الدائم شبه مداري دائم. وتخرج من الضغط العالي المستمر شبه المداري رياح في جميع الاتجاهات، فإن الرياح التي يكون اتجاهها إلى خط الاستواء أي الرياح التجارية فإن خلية هادلي تتضمَّنها. أمَّا الشق الثاني حيث يكون ضمن روزبي فهي الرياح الغربية (العكسية) حيث تخرج من الضغط العالي شبه المداري باتجاه الدائرة القطبية.
كما تصطدام الرياح الغربية بالرياح القادمة من القطب، يؤدي إلى تكوين الجبهة القطبية التي يتسلق فيها الهواء المداري الدافئ فوق الهواء القطبي البارد، ليكون منطقة ضغط خفيف فوق الدائرتين القطبيتين الشمالية والجنوبية. وهذا الهواء المتصاعد فوق الدائرتين ينشطر في الأعلى فيتَّجه قسم منه إلى المدارين، وهذا جزء من خلية روزبي والقسم الآخر يتجه إلى القطبين ليكوّن جزءاً من الخلية القطبية.
والرياح الغربية على السطح هي من مكونات الخلية، فالرياح في الأعلى وتيار هوائي ساقط فوق المدارين وتيار هوائي يرتفع فوق الدائرتين. وهذه الخلية تكون من الخلايا غير المستقرة في الحجم وفي اتجاه الرياح أيضاً، حيث أن أنظمة الضغط فيها متحركة، كما أن رياحها غير مستقرة على اتجاه واحد، حيث يظهر بين حدود هذه الخلية والخلية القطبية وعند انقطاع التربوبوز في الأعلى التيار القطبي النفاث.
والخلية القطبية تعتبر ثالث الخلايا تتشكل من هواء هابط على القطبين ويأتي من الدائرتين، وهو الهواء المداري المتصاعد بعد اصطدامه بالرياح القطبية. والتيار الهابط فوق القطبين يكون ضغط مرتفع، والحقيقة أن الضغط العالي يتشكَّل في المنطقة بسبب التبريد الشديد للهواء طول العام.