ما هي عملية الاستمطار وكيف يمكن التحكم بها؟

سعى الإنسان عبر التاريخ وربما عصور ما قبل التاريخ إلى تعديل الطقس بمجموعة متنوعة من الوسائل. استخدمت العديد من القبائل البدائية أطباء سحرة أو رجال طب لجلب السحب والأمطار خلال فترات الجفاف، ولإبعاد سحب المطر أثناء فترات الفيضانات. و ترجع الجهود ” العلمية” الجدية للاستمطار إلي منتصف القرن التاسع عشر حين كان الناس يجربون كل شيء كإطلاق نيران المدافع، أو إشعال الحرائق في الغابات للتأثير في السحب كي تمطر. ففي عام 1894 جرب أهال من نبراسكا فى الولايات المتحدة وضع حد لقحط شديد عن طريق تفجير عشرة براميل مليئة بالبارود. وكمثال على الغموض العلمي، لوحظ أن السماء أمطرت إثر ذلك رذاذا خفيفا لم تكن له أي فائدة، ولكنه كان يكفي فقط على تشجيع الناس على الاستمرار بالمحاولة واستنباط سبل جديدة. فما هي عملية الاستمطار ؟ وكيف يمكن التحكم بها؟

سحب بلا أمطار

تحتوى السحب المنتفخة على كمية كبيرة من الماء. حتي إن سحابة صغيرة منها قد يصل حجمها إلى 750 كيلومترا مكعبا. وإذا ما تصورت وجود نصف غرام من الماء في المتر المكعب من هذه السحابة، فإن تلك الكرات البخارية في الغلاف الجوي تظهر كأنها بحيرات سابحة في السماء. ولكنها قد لاتجود إلا بقطرات قليلة قبل أن تختفي وراء الأفق. ولكن إذا حالفنا الحظ أو تصرفنا بذكاء لمعالجة تلك المشكلة, فيمكننا وضع اليد على تلك الكمية التي تسبح فى الجو علي الدوام والتي تقدر بنحو 0.04% من المياه العذبة فى العالم. وقد أدي هذا الي حث الحكومات فى بعض الدول الي تزويد الغلاف الجوي بأيونات لاعتصار مزيد من الرطوبة منه. فعلي سبيل المثال، تنشر الحكومة الصينية جيشا للطقس من 48 ألف شخص وتزودهم ب 50 طائرة و 7 آلاف راجمة صواريخ و 7 آلاف مدفع من أجل انتزاع المزيد من الأمطار.

المبدأ وراء علم الاستمطار

إن السحب التي تأتي منها الأمطار تحتوى على قطيرات ماء بحجم الميكرون, حيث تكون حرارتها دون درجة التجمد. ولكنها لم تتحول بعد إلى جليد لأنها تفتقر إلى نوى ضرورية لكي تتجمع حولها. لنقل إنها بحاجة إلى جسيمات غبارية بالحجم المناسب تماما. وهذه القطيرات خفيفة بحيث تبقيها التيارات الصاعدة عالقة في الجو. وإذا جرى توفير نوى مناسبة فإن القطيرات تندمج وتأخذ شكل كريات صغيرة من الجليد سرعان ما تتحول إلى غيث عندما تتساقط مخترقة الجو الدافئ. وقد اخترع هذه التقانة «فونيكوت» [العالم في مجال الغلاف الجوي بمختبر البحوث التابع الشركة جنرال إلكتريك'” بنيويورك] فى عام 1946. حيث استخدم فونيكوت يوديد الفضة كبذور والتى تحاكي بنيته الجزيئية تلك الموجودة في بلورات الجليد. ففي سحابة باردة يعمل يوديد الفضة على جذب الماء للالتصاق به. ويقوم يوديد الفضة بهذه المهمة نظريا وحتى عمليا: إذ صرح طيارون أن بإمكانهم مشاهدة السحب وهي تتغير عندما ترشق بهذه المواد الكيميائية. [1][2]

قياس الفاعلية

لقد استحدثت العديد من التقنيات لقياس فاعلية عملية الاستمطار ولاسيما خلال السنوات العشر الأخيرة. ففي ثمانيات القرن الماضي استخدم «رادار دوبلر- Doppler Radar» الذى مَكنَ العلماء لأول مرة من رؤية تركيزات المياه ضمن إحدى السحب. تللك الآلة التي تنشئ تلك البقع الخضراء على خرائط الطقس التي نشاهدها على شاشة التلفاز.[3] وفي عام 2000 أحرز الرادار الثنائي الاستقطاب الذي يصدر إشارات موجية على كل من محوري الإحداثيات تقدما كبيرا. حيث أصبح بإمكانك أن تعرف ما إذا كانت السحابة تحتوي على مطر وأن ترى حجم وشكل قطرات المطر.[4] ومع حصولنا على بيانات أفضل, ازدادت قوة الحواسيب وقدراتها على تحليل هذه البيانات وقدرتها على إحداث نماذج افتراضية. حيث يمكنك إنشاء سحابة إفتراضية وتقوم بحقنها بيويد فضة افتراضي, ثم تلاحظ ما الذي سيحدث.

رحلة إلي أعماق السحب

لنفترض أنك أحد الطيارين المسئولين عن إطلاق أنابيب يوديد الفضة وتم استدعائك للقيام بتلك المهمة. كل ما عليك هو التوجه إلي المنطقة الأنسب من العاصفة وهي منطقة “التدفق”. تلك المنطقة هي القناة التي يرتفع فيها الهواء الدافئ والرطب ضمن العاصفة، ويؤدي هذا الهواء دور الوقود لها. وهي عبارة عن «حوالق شبحية- Ghostly tendrils» من الرطوبة مندفعة بسرعة نحو السماء. و يحمل التدفق يوديد الفضة على بعد 2000 قدم داخل السحابة حيث توجد المياه فائقة البرودة و التي ينبغي أن يصل إليها متسببا في تشكل أولي لبلورات الجليد.

ويستهدف الطيارون التدفق نظرا لكونهم لا يستطيعون الطيران داخل السحابة، فبإمكان الرياح العنيفة داخلها تمزيق الطائرة. وعوضا عن ذلك يدور الطيار حول النقطة المناسبة مطلقا عددا من الأنابيب مستخدما التدفق فى نقل الدخان الحامل ليوديد الفضة إلي داخل السحابة. وأحيانا تكفي طلقة واحدة لتحقيق الهدف وفي أحيان أخرى يتطلب الأمر إطلاق ما يصل إلى 50 طلقة. أما المدة التى يتطلبها تزويد السحابة بخطوط الفضة، فهى تتراوح بين 10 إلى 15 دقيقة. إن زراعة البذور لايحدث قطرات فحسب, فبإمكانه أيضا تغيير بنية السحب إلى بنية عمودية طويلة. الأمر الذي يجعلها أقوي في توليد المطر.[5][2]

المصادر:

1- Cloud Seeding| Wikipedia

2-Cloud Seeding – A Review| Al-Bayan Center for Planning and Studies

3-Doppler Radar| National Weather Service

4-Dual Polarization Radar| National Weather Service

5-Eight States Are Seeding Clouds to Overcome Megadrought| Scientific American

8 أشياء كانت لتحدث لو أن الأرض مسطحة

احتضنت الكرة الزرقاء الباهتة التي ندعوها الأرض عدة جماعات بشرية أنكرت كرويتها، فالاعتقاد بأن الأرض مسطحة قديم قدم الحضارة البشرية. لا سيما أن انحناء الأرض غير مرئي من أعلى جبال الأرض، بل يحتاج على الأقل ل 11000 متر من الارتفاع. وفي جميع الأحوال؛ تطورت التكنلوجيا بما يكفي وسمحت لنا بالسفر أبعد من ذلك لرؤية كرويتها. كما طورنا من العلوم ما يكفي لنعلم أن كوكبًا مسطحًا غير ممكن أساسًا. لكن الاعتقاد بتسطح الأرض لا يزال أشيع مما نتصور!

فيما يلي 8 أشياء كانت لتحدث لو أن الأرض مسطحة:

وداعًا للجاذبية التي نعرفها

بما أن  الأرض كروية؛ تشد الجاذبية جميع الأجسام بشكل متساوٍ نحو مركزها. ففي الحقيقة؛ قوة الجاذبية هي المسؤولة عن جعل كوكبنا كرويًا. وكون الأرض مسطحة يستلزم بالضرورة عدم وجود قوة الجاذبية التي نعرفها. لأنها بوجودها ستحول الأرض إلى كرةٍ من جديد.

إذاً؛ لن يكون للأرض المسطحة-إن وجدت- جاذبية على الإطلاق، لأن قرصًا صلبًا مسطحًا كالأرض ينافي قوانين الجاذبية التي نعرفها، ذلك وفقًا لحسابات عالم الرياضيات والفيزيائي «جيمس ماكسويل-James Maxwell» في خمسينيات القرن التاسع عشر. [1]

وحتى لو غضضنا النظر عن ذلك، واعتبرنا وجود الجاذبية ممكنًا على الأرض المسطحة، فستكون تجربتنا مختلفة تمامًا. حيث ستشد الجاذبية جميع الأجسام نحو مركز القرص، أي باتجاه القطب الشمالي. في هذه الحالة، سيصبح الشد أفقيًا وباتجاه المركز كلما ابتعدت عن القطب الشمالي، مما سيعيث فسادًا في العالم. كما سيصبح من السهل تحقيق أرقام قياسية جديدة في رياضة القفز الطويل، ما دمت توجه جسدك شمالًا قبل القفز. [2]

«توجه الجاذبية-Gravitroprism» هي حركة نمو النباتات استجابة للجاذبية الأرضية، فتنمو الجذور للأسفل والأغصان للأعلى. لو كانت الجاذبية موجهةً نحو القطب الشمالي في حالة الأرض المسطحة؛ لرأينا النباتات تنمو بشكل مختلف تمامًا.
حقوق الصورة: GettyImages

لن يكون هناك غلاف جوي

لن تستطيع الأرض المسطحة إبقاء طبقات الغاز المعروفة بالغلاف الجوي دون وجود الجاذبية التي تشدهم أساسًا. وبالتالي ستظلم السماء؛ لأن الضوء القادم من الشمس ينتثر عند مروره في الغلاف الجوي ملونًا سماءنا بالأزرق. وفي جميع الأحوال، سنموت اختناقًا قبل رؤية أي من ذلك. كما ستغلي المياه دون غلاف جوي يحميها. ولنفهم ذلك لا بد أن نبدأ بعملية الغليان ذاتها، حيث تغلي المياه عندما يصبح ضغط بخارها مساويًا للضغط الجوي. ولك أن تتخيل ما قد يحدث دون وجود غلاف أو ضغط جوي! والأكثر من ذلك؛ غالبًا ما ستتجمد أية مياه متبقية على الأرض دون وجود غلاف جوي يحافظ على استقرار درجات الحرارة. [3]

طقس غائم مع احتمال تساقط الأمطار

وبما أن الجاذبية تتجه نحو مركز القرص وهو القطب الشمالي في حالة الأرض المسطحة؛ ستهطل الأمطار باتجاه القطب أيضًا. ذلك لأن الأمطار تتساقط على الأرض بسبب الجاذبية وتتجه نحو مركزها. وسيصبح المطر أفقيًا أكثر كلما ابتعدت عن المركز. أما إذا أردت مشاهدة المطر يتساقط عموديًا كما نعهده على أرضنا الكروية، عليك السفر نحو مركز القرص!

 ولربما تتدفق مياه البحار والأنهار باتجاه القطب الشمالي، جاعلةً من حواف القرص أرضًا قاحلةً. [2]

الأمطار الأفقية.
حقوق الصورة: Blogspot

ما أسهل الضياع على الأرض المسطحة

من الواضح أن لا أقمار صناعية ستدور حول أرض مسطحة، فقد تواجه مشاكلًا في الدوران حول قرص مسطح. وبالتالي لن تعمل الأقمار الصناعية التي تعتمد عليها تكنلوجيا العالم، ومن أبرزها «نظام تحديد المواقع العالمي-Global Positioning System» المعروف اختصارًا بGPS .

فنحن نعتمد على أنظمة ملاحة الأقمار الصناعية العالمية في كل شيء تقريبًا، بدءًا من خدمة GPS على هاتفك، وإدارة معلومات السفر وغيرها. كما تستخدم خدمة GPS لتحديد مواقع المتصلين في حالات الطوارئ، فقد تنقذ الأقمار الصناعية حياتك!

من الصعب تخيل العالم دون خدمة تحديد المواقع التي سنضيع من دونها. ولكن من جهة أخرى؛ يمكن لقاطني الأرض المسطحة الاستدلال بالمطر الأفقي الذي يشير إلى الشمال! [4]

بعض الرحلات ستستمر للأبد

من المتوقع أن تأخذ الرحلات وقتًا أطول على الأرض المسطحة، فبالإضافة إلى تعطل أنظمة الملاحة العالمية؛ سنحتاج للسفر لمسافات أطول بكثير. فبحسب خرافة الأرض المسطحة؛ يقع القطب الشمالي في مركز الكوكب، بينما يشكل القطب الجنوبي حاجزًا جليديًا يحيط بحواف الأرض. كما أن هذا الحاجز يمنع الناس من السقوط عن الحافة.

وفي جميع الأحوال، لن تتمكن من الطيران حول العالم؛ بل عليك الطيران عبره، مما يزيد المسافة بشكل كبير. مثلًا؛ لكي تسافر من أستراليا (التي تقع على طرف الأرض المسطحة) إلى «محطة ماكموردو-McMurdo» في القطب الجنوبي (التي تقع على الجانب الآخر من الخريطة)؛ عليك الطيران عبر القطب الشمالي بأكمله بالإضافة إلى أمريكا الشمالية والجنوبية. [5]

خريطة الأرض المسطحة.
حقوق الصورة: livescience

لا مزيد من الشفق القطبي، وسنتحمّص على الأرض المسطحة

على أرضنا الكروية، تدور المعادن المنصهرة حول نواة الكوكب، مولدةً التيارات الكهربائية التي تشكل الغلاف المغناطيسي الذي يحمي الكوكب. حيث تنحني خطوط الحقل المغناطيسي المتولد حول الكوكب منطلقةً من قطب للآخر. أما على الأرض المسطحة، وبدون نواة صلبة لتولد الحقل الحامي للكوكب، لن نستطيع رؤية «الشفق القطبي-Aurora» لسببين؛ أولهما أنه لن يوجد شفق قطبي، والثاني أننا لن نوجد حينها.

يعرف الشفق القطبي أيضًا بأضواء الشمال، وهي ظاهرة خلّابة تحدث عند اصطدام الجسيمات المشحونة القادمة من الشمس بجزيئات الأوكسجين والنيتروجين في الغلاف المغناطيسي، فتطلق طاقةً على شكل أضواء في السماء. [6]

الشفق القطبي.
حقوق الصورة: sciencenews

وفي جميع الأحوال، لن نهتم بالشفق القطبي عندها، فبدون الغلاف المغناطيسي تصبح الأرض عرضةً للرياح والعواصف الشمسية. وستتعرض الأرض بما فيها من كائنات للإشعاعات الشمسية المميتة، متحولةً لبقعة قاحلة شبيهة بجارها المريخ. [7]

سماء ليلٍ واحدة لجميع البشر

تقسم الكرة الأرضية إلى نصفين شمالي وجنوبي، ويرى راصدو السماء في كل نصفٍ أجرامًا سماويةً مختلفة. في حين لا تقسم الأرض المسطحة أبدًا. بالتالي يصبح رصد السماء أسهل أينما كنت على الأرض، حيث لن تضطر للسفر إلى نصف كرة آخر لترصد بعض الأجرام السماوية على لائحتك الفلكية. أوليس ذلك أمرًا جيدًا؟

في هذه الحالة، لن نستطيع رؤية قسم كبير من السماء القابعة أسفل الأرض المسطحة، وسنفقد عدة اكتشافات علمية لم تكن لتتم لولا قدرتنا على رصد 360 درجة من الكون المنظور. لكننا قد نحل ذلك بإطلاق تلسكوبات فضائية تزودنا برؤية أوسع للكون. [8]

وداعًا للأعاصير على الأرض المسطحة

تسبب الأعاصير أضرارًا جسيمةً على الأرض سنويًا. ففي عام 2017 سبب إعصار «هارفي-Harvey» وحده خسائر تقدر ب 125 مليار دولار للولايات المتحدة الأمريكية. [9] والأعاصير هي عواصف استوائية أساسًا، اكتسبت طبيعة دوّارة مدمرة بفعل تأثير «كوريوليس-Coriolis». حيث يسبب تأثير كوريوليس دوران العواصف في نصف الكرة الشمالي بجهة دوران عقارب الساعة، بينما تدور عكسها في النصف الجنوبي. [10]

في حين لن يكون هناك تأثير كوريوليس على أرض مسطحة وثابتة، وبالتالي لن تتشكل أية أعاصير. ولنفس السبب لا تحدث أعاصير في المنطقة بين 5 درجات شمال وجنوب خط الاستواء؛ حيث ينعدم تأثير كوريوليس عند خط الاستواء. [11]

وما دمنا نتنفس على الأرض، ونسافر بسرعة مستخدمين GPS، ونرى الشفق القطبي والأمطار العمودية؛ يمكنك التأكد أن الأرض كروية. فلو كانت مسطحة لما كنا على قيد الحياة لنقر بذلك!

المصادر:

1– livescience

2- Colombia climate school

3- BBC Science focus

4- BBC News

5- Scientific American

6– NASA

7- NASA2

8- Space

9-NOAA

10- NASA3

11- NASA4

ماذا سيحدث لو اختفى الأكسجين لمدة 5 ثواني؟

ماذا سيحدث لو اختفى الأكسجين لمدة 5 ثواني؟

بالطبع سيبدو لك هذا السيناريو بعيدا كل البعد عن الواقع. لكن ربما قد تسآلت بالفعل ماذا سيحدث لو اختفى الأكسجين لمدة 5 ثواني؟

حسنا، ربما تعتقد أن الأمر شبيه بحبس أنفاسك لمدة 5 ثواني، فهذه الفترة القصيرة التي ستحرم منها من الأكسجين لن تؤثر على جسمك إطلاقا، هذا صحيح! حتى أن جسمك لن يلاحظ الأمر. لكن لنأخد الموضوع من منظور مختلف، مثلا ماذا سيحدث للبيئة أو الغلاف الجوي؟ ستكون النتائج وخيمة عكس المتوقع!

1. اذا كنت تقضي بعض الوقت في الشاطئ لتستمتع فستصاب بحروق شمسية حادة. إن الأوزون عبارة عن جزيئات من الأكسجين تحجب معظم الأشعة فوق البنفسجية لحمايتنا.

2. ستظلم السماء في النهار بسبب وجود جسيمات قليلة وغياب الأكسجين في الغلاف الجوي لنثر الضوء الأزرق.

3. ستتعطل جميع محركات الاحتراق الداخلي: لن تكون النار موجودة في غياب الأوكسجين لذلك فعملية الاحتراق لن تحدث هي الأخرى. ما يعني أن كل طائرة قد قلعت ستسقط على الأرض، وستتعطل جميع السيارات والمركبات غير الكهربائية.

4. انفجار الأذن الداخلية: فقدان الأوكسجين يعني فقدان حوالي 21 في المائة من ضغط الهواء في لحظة واحدة، أي ما يعادل النقل الفوري إلى أعلى جبال الأنديز ذات ارتفاع 2000 متر تقريبا.

5. ستتحول جميع المباني المصنوعة من الخرسانة (مادة تتكون من الإسمنت، الرمل والماء) إلى تراب: يعتبر الأوكسجين (ثنائي أكسيد الكربون CO2) مكون مهم في البنايات الخرسانية، حيث يساعدها للحفاظ على صلابتها.

6. ستنفجر جميع الخلايا الحية وسط ضباب من غاز الهيدروجين. باعتبارنا أن الماء ثلث الأكسجين، يتحول الهيدروجين إلى غاز ويتمدد حجمه في غياب الأوكسجين.

7. ستتبخر جميع المحيطات على الأرض: عندما يغيب الأوكسجين في مياه المحيطات، يتحول مكوّن الهيدروجين إلى غاز حر غير مقيد، ويرتفع إلى الغلاف الجوي العلوي لكونه غاز خفيف ويتسرب ببطء في الفضاء من خلال الغلاف الجوي.

8. وأخيرا ستنهار القشرة الأرضية ولن يتبقى أي شيء بحيث سنرسل جميعا إلى سقوط حر: لأن الأكسجين يشكِّل نحو 45 في المائة من قشرة الأرض.

مصادر:

What If .1

 Slate.com .2

University of Michigan .3

نتمنى أن تقيم المقال في الأسفل إذا أعجبك! 
Exit mobile version