علاقة الضغط الجوي والأعاصير

الإعصار هو منطقة ذات ضغط منخفض ، تسحب كميات هائلة من الهواء صعودًا وبعيدًا عن الأرض ، عندما يتم الجمع بين الضغط الجوي وسرعة الرياح ، يتم تحسين القدرة على التنبؤ بالعواصف ، كلما انخفض الانخفاض بشكل أسرع ، كلما وصلت العاصفة بشكل أسرع وزادت شدتها ، عندما يتم دمج هذه المعلومات مع اتجاه الرياح ، يمكن توقع المزيد من التوقعات الدقيقة للعواصف لمدة 12 إلى 24 ساعة القادمة.

كيف يؤثر ضغط الهواء على قوة الأعاصير

يراقب خبراء الأرصاد الجوية والمتنبئين بالأعاصير عن كثب الضغط الجوي في الأعاصير والعواصف الاستوائية لأنه كلما انخفض الضغط الجوي ، زادت حدة العاصفة ، الضغط الجوي  يشير إلى ما إذا كان الإعصار يضعف أو يقوي.

البارومترات هي أدوات تعرض تغيرات في ضغط الهواء ، وهي مهمة عند التنبؤ بالطقس ، تظهر قياسات ضغط الهواء وزن الهواء المضغوط من أعلى ، يتحرك الهواء في نمط يمكن التنبؤ به من الضغط العالي إلى الضغط المنخفض ، تتشكل العواصف في الهواء بضغط هواء منخفض لذا يتم استخدام البارومترات للتنبؤ بالاقتراب من الطقس السيء.

ما هو الضغط الجوي

يشير ضغط الهواء ، الذي يسمى أيضًا الضغط الجوي ، إلى كيفية تغير وزن الغلاف الجوي أعلاه ، عادًة ما يعني انخفاض ضغط الهواء عاصفة تقترب في غضون 12 إلى 24 ساعة القادمة ، كلما انخفض الضغط الجوي ، كلما زادت حدة العاصفة.

يتم قياس ضغط الهواء بواسطة بارومتر ، تستخدم البارومترات عادةً عمودًا من الزئبق في زجاج أو أنبوب ملفوف لقياس ضغط الهواء ، يقيس البارومتر في وحدات تسمى مليبار ، مما يعني أن القوة الجوية تمارس على متر مربع واحد من السطح ،  مع ارتفاع التضاريس فوق مستوى سطح البحر ، ينخفض ​​الضغط الجوي عندما تصبح جزيئات غاز الهواء أقل كثافة.

الضغط الذي يمارسه الغلاف الجوي عند نقطة معينة ، يمكن التعبير عن قياسه بعدة طرق ، بما في ذلك المليباري بوصات الزئبق (Hg) ، متوسط ​​ضغط مستوى سطح البحر هو 1013.25 مليبار أو 29.92 بوصة من الزئبق، يشير انخفاض الضغط الجوي عادة إلى اقتراب العاصفة ، مثل الإعصار ، يعتبر العلماء أن 1013.2 مليبار هو ضغط الهواء الطبيعي على مستوى سطح البحر في يوم هادئ.

الضغط الجوي في الأعاصير

لا يقيس خبراء الأرصاد الجوية شدة الأحداث المناخية الاستوائية فحسب ، ولكن أيضًا قياسها من خلال القطرات أو الارتفاعات في ضغط الهواء وسرعات الرياح ، إذا زاد الضغط ، فقد يفقد الإعصار قوته (أو يمر بدورة إعادة التنظيم) ، إذا انخفض الضغط ، تكتسب العاصفة قوة وسرعة الرياح.

يشير “نظام الضغط المنخفض” إلى منطقة ذات قراءات بارومترية أقل من المنطقة المحيطة بها. تنتج أنظمة الضغط المنخفض عمومًا رياحًا عالية ، هواءًا أكثر دفئًا ورفعًا جويًا ، مكونات مثالية لعاصفة استوائية ، كلما انخفض الضغط الجوي في الأعاصير ، زادت سرعة الرياح  ، كلما زادت خطورة العاصفة.

يسمى الإعصار الاستوائي الشديد بشكل خاص الإعصار ، داخل الإعصار ، ينخفض ​​الضغط الجوي على سطح المحيط إلى مستويات منخفضة للغاية ، عندما يتم سحب الهواء إلى عين الإعصار ، فإنه يسحب الرطوبة من المحيط ويرتفع بسرعة قبل التكثيف والتبريد وإطلاق كميات كبيرة من الحرارة في الغلاف الجوي قبل السقوط ويبدأ الدورة مرة أخرى.

يؤدي ذلك إلى إعادة إمداد الإعصار بخفض الضغط الجوي على سطح المحيط. كلما انخفض الضغط الجوي في مركز العاصفة ، كان الإعصار أقوى والعكس صحيح. يتراوح مقياس Saffir-Simpson من الأعاصير من الفئة 1 مع ضغط بارومتري يزيد عن 980 مليبار يتسبب في أضرار قليلة ، إلى الأعاصير من الفئة 5 مع ضغط مركزي أقل من 920 مليبار.

[1]

كيف تتشكل الأعاصير

الأعاصير هي أحداث الطقس القوية التي تمتص الحرارة من المياه الاستوائية ، تتشكل هذه العواصف العنيفة فوق المحيط ، وغالبًا ما تبدأ كموجة استوائية ،  منطقة ضغط منخفض تتحرك عبر المناطق المدارية الغنية بالرطوبة ، وربما تعزز نشاط العواصف الرعدية.

الأعاصير تتطور في المناطق الاستوائية الدافئة حيث تكون المياه على الأقل 80 درجة فهرنهايت (27 درجة مئوية) ، تتطلب العواصف أيضًا هواء رطب ورياح استوائية متقاربة ، تبدأ معظم الأعاصير الأطلسية قبالة الساحل الغربي لأفريقيا ، وتبدأ كعواصف رعدية تنتقل فوق مياه المحيطات المدارية الدافئة.

بينما يتحرك نظام الطقس هذا غربًا عبر المناطق الاستوائية ، يرتفع هواء المحيط الدافئ إلى العاصفة ، مما يشكل منطقة ذات ضغط منخفض تحتها ، يؤدي هذا إلى اندفاع المزيد من الهواء ، ثم يرتفع الهواء ثم يبرد ، مكونًا الغيوم والعواصف الرعدية ، في الغيوم ، تتكثف المياه وتشكل قطرات ، وتطلق المزيد من الحرارة لتشغيل العاصفة.

عندما تصل سرعة الرياح في مثل هذه العاصفة إلى 74 ميل في الساعة ، يتم تصنيفها على أنها إعصار ،  يشير مصطلحا “الإعصار” و “الإعصار المداري” إلى نفس النوع من العواصف: نظام دوار منظم من الغيوم والعواصف الرعدية التي تنشأ فوق المياه الاستوائية وشبه الاستوائية وذات دوران مغلق منخفض المستوى.

تبدأ الأعاصير كمجموعات من الغيوم والعواصف الرعدية تسمى الاضطرابات الاستوائية ،  تتميز مناطق الضغط المنخفض بتدرجات ضغط ضعيفة وقلة أو بدون دوران ، تنتهي معظم هذه الاضطرابات ، لكن البعض ينتهي بحدوث الإعصار ، في هذه الحالات ، تطلق العواصف الرعدية في الاضطراب حرارة كامنة ، والتي تسخن المناطق في الاضطراب .

يؤدي هذا إلى انخفاض كثافة الهواء داخل الاضطراب ، مما يؤدي إلى انخفاض ضغط السطح ، تزداد سرعة الرياح مع اندفاع الهواء البارد تحت ارتفاع الهواء الدافئ ، نظرًا لأن هذه الرياح تخضع لقوة كوريوليس ، يبدأ الاضطراب في الدوران ، تجلب الرياح القادمة مزيدًا من الرطوبة ، والتي تتكثف لتشكيل المزيد من النشاط السحابي وتطلق حرارة كامنة في العملية.

خلال إعصار واحد فقط ، يمكن الرياح الهائجة أن تنتج حوالي نصف كمية الطاقة التي تنتجها قدرة توليد الكهرباء في العالم كله ، في حين أن تكوين السحابة والمطر من العاصفة نفسها قد يطلق 400 ضعف هذا المقدار.

[2]

تصنيف الأعاصير

يعتمد مقياس سافير-سيمبسون شدة الأعاصير على قياسات سرعة الرياح وارتفاع العواصف والضغط الجوي المركزي في المليبار، يتراوح مقياس Saffir-Simpson من الأعاصير من الفئة 1 مع ضغط بارومتري يزيد عن 980 مليبار يتسبب في أضرار قليلة ، إلى الأعاصير من الفئة 5 مع ضغط مركزي أقل من 920 مليبار، الأعاصير من الفئة 5 قادرة على التسبب في أضرار كارثية.

توزيع الضغط الجوي عبر الإعصار

يتغير الضغط الجوي وسرعة الرياح عبر قطر الإعصار ، على بعد 100 إلى 200 كيلومتر من العين ، تكون الرياح سريعة بما يكفي لتصنيف كقوة عاصفة استوائية ، سيظل الضغط الجوي مرتفعًا نسبيًا مقارنة بمركز العاصفة عند حوالي 990 إلى 1010 مليبار ، ومع ذلك ، ينخفض ​​الضغط تدريجيًا وترتفع سرعة الرياح عند الاقتراب من جدار العين ، لا تحدث التغيرات الكبيرة في الضغط وسرعة الرياح إلا على مدى 50 إلى 100 كيلومتر فقط.

يبدأ الضغط في الانخفاض بشكل أسرع بينما تزداد سرعة الرياح في نفس الوقت داخل جدار العين ، تصل سرعة الرياح إلى أقصى حد لها ولكن داخل العين ، تصبح الرياح خفيفة للغاية في بعض الأحيان حتى هادئة ،


يستمر الضغط السطحي في الانخفاض عبر جدار العين وإلى مركز العين ، حيث يوجد أدنى ضغط.

عند الخروج من العين ، تزداد سرعة الرياح والضغط بسرعة. تصل سرعة الرياح مرة أخرى إلى الحد الأقصى في جدار العين المعاكس ، ثم تبدأ في الانخفاض بسرعة ،  الرياح والضغط داخل الإعصار متناظرة تقريبًا ، لذلك من المتوقع حدوث ارتفاع سريع في الرياح والضغط عبر جدار العين متبوعًا بزيادة أبطأ في الضغط وانخفاض مماثل في سرعة الرياح .

[3]