العواصف الرعدية – كيف تنشأ وما هي أنواعها؟

طقس العرب - تُعرف العواصف رعدية (بالإنجليزية: Thunderstorms) بأنها اضطراب مناخي يحدث خلال فترة زمنية قصيرة، وترتبط دائماً بالبرق والرعد والسحب الكثيفة والرياح القوية والأمطار الغزيرة أو البَرَد.

وتحدث العواصف الرعدية في أي منطقة من العالم تقريبًا، إلا أنها نادرة الحدوث في المناطق القطبية وعند خطوط العرض الأعلى من 50 درجة شمالاً و 50 درجة جنوباً، وبالتالي فإن المناطق المعتدلة والاستوائية في العالم هي الأكثر عرضة للعواصف الرعدية. 

نشأة العواصف الرعدية

وتنشأ العواصف الرعدية عندما تصعد تيارات الهواء الدافئ والرطب في حركة سريعة للأعلى إلى مناطق أكثر برودة من الغلاف الجوي، فتتكثف الرطوبة (بخار الماء) الموجودة في الهواء الصاعد، فتحدث حالة من عدم الاستقرار وتتشكل السحب الركامية الشاهقة (Towering Cumulonimbus Clouds)، ومن ثم يحدث هطول الأمطار، بالإضافة إلى أن عملية التكاثف تطلق طاقة حرارية كامنة، مما يزيد من تأجيج حركة الهواء الصاعد ويزيد من عدم الاستقرار.

أما البرق والرعد، فيحدث بعد أن تتراكم الشحنات الكهربائية الناتجة عن الاحتكاك على جزيئات الماء أو الجليد التي تحملها السحب، وعندما تصبح الشحنة الكهربائية المتراكمة كبيرة يحدث تفريغ كهربائي على شكل ومضات البرق، فيسخّن البرق الهواء الذي يمر من خلاله بشكل مكثف وسريع بحيث يتم انتاج موجات الصدمة (Shock Waves) التي تُسمع على شكل صوت الرعد.

آلية صعود الهواء للأعلى

تبدأ حركة صعود الهواء في الغلاف الجوي بعدة طرق؛ الآلية الشائعة هي تسخين سطح الأرض والطبقات المجاورة من الهواء بواسطة أشعة الشمس، إذا كان التسخين السطحي كافياً، فإن درجات حرارة الطبقات الدنيا من الهواء سترتفع أسرع من تلك الموجودة في الطبقات العلوية، وسيصبح الهواء غير مستقر، وتعتبر قدرة الأرض على امتصاص حرارة الشمس بسرعة هي سبب تشكل معظم العواصف الرعدية فوق اليابسة بدلاً من المحيطات، ويمكن أن يحدث عدم الاستقرار أيضًا عندما يتم تدفئة طبقات الهواء البارد من الأسفل بعد أن تتحرك فوق سطح المحيط الدافئ أو فوق طبقات الهواء الدافئ.

 يمكن للجبال أيضًا أن تؤدي إلى حركة صعود للهواء من خلال العمل كحواجز طبوغرافية تجبر الرياح على الارتفاع، كما تعمل الجبال أيضًا كمصادر مرتفعة المستوى للحرارة ولحدوث عدم الاستقرار عندما يتم تسخين أسطحها بواسطة الشمس.

أنواع العواصف الرعدية

كانت العواصف الرعدية تصنف وفقًا لمكان حدوثها، كأن تكون عواصف رعدية محلية أو جبهية أو أوروغرافية (ناتجة عن الجبال)، لكن أصبح من الشائع تصنيفها وفقًا لخصائصها، وتعتمد هذه الخصائص إلى حد كبير على البيئة الجوية التي تتطور فيها العواصف، وفيما يلي أنواع العواصف الرعدية:

1. العواصف الرعدية أحادية الخلية (بالإنجليزية: Single-cell Thunderstorms)

وهي عواصف ضعيفة، تدوم لفترة قصيرة، حيث تنمو وتموت في غضون ساعة أو نحو ذلك، ويعد التسخين الشمسي عاملاً مهمًا في إثارة العواصف الرعدية أحادية الخلية، وتحدث معظم هذه العواصف في وقت متأخر بعد الظهر وبداية المساء، عندما تكون درجات حرارة سطح الأرض في أعلى مستوياتها، وقد ينتج عن العواصف أحادية الخلية أمطار غزيرة.

2. العواصف الرعدية متعددة الخلايا (بالإنجليزية: Multi-cell Thunderstorms)

العاصفة متعددة الخلايا هي عاصفة رعدية شائعة ومتنوعة، حيث تتشكل حواجز جديدة على طول الحافة الأمامية للهواء المبرد بالمطر (مقدمة العاصفة)، وتدوم الخلايا الفردية عادةً من 30 إلى 60 دقيقة، بينما قد يستمر النظام ككل لعدة ساعات، وقد تنتج العواصف متعددة الخلايا بَرَدًا ورياحًا قوية وأعاصير قصيرة وفيضانات.

3. العواصف الممتدة على الخط العاصف (بالإنجليزية: Squall line Thunderstorms)

وتسمى بالخط العاصف وهي عبارة عن مجموعة من العواصف مرتبة في خط، غالبًا ما تكون مصحوبة "بزوابع" من الرياح الشديدة والأمطار الغزيرة، وتمر خطوط العاصفة عادة بسرعة وتكون أقل عرضة لإنتاج الأعاصير، ويمكن أن يبلغ طولها مئات الأميال ولكنها عادة ما تكون بعرض 10 أو 20 ميلاً فقط.

4. العواصف سوبرسيل (بالإنجليزية: Supercell Thunderstorms)

وهي عاصفة طويلة العمر (أكثر من ساعة واحدة) وشديدة التنظيم، تتغذى من تيار هوائي صاعد بشكل دوراني ومائل، بحيث يصل قطره إلى 10 أميال ويصل ارتفاعه إلى 50000 قدم، ويمكن أن يتواجد هذا التيار الصاعد الدوّار (Mesocyclone) من 20 إلى 60 دقيقة قبل تشكل العاصفة، وتأتي معظم العواصف الكبيرة والعنيفة والأعاصير من الخلايا العملاقة.

ويتم تصنيف العاصفة الرعدية بالشديدة عندما تزيد سرعة الرياح العاصفة عن 94 كم/ساعة أو في حال أنتجت حبات برد كبيرة يزيد قطرها عن 2.5 سم،

صورة لعاصفة سوبرسيل (Supercell) 

التنبؤ والكشف عن العواصف الرعدية

يمكن رؤية العواصف الرعدية والكشف عنها بمجموعة متنوعة من الأدوات، أهمها صور الأقمار الصناعية، ورادارات الطقس.

الأقمار الصناعية

يمكن رؤية معظم مناطق الأرض بواسطة الأقمار الصناعية الخاصة بالطقس، حيث تلتقط الأقمار الصناعية من الفضاء صورًا للأرض على فترات منتظمة، لتعطى معلومات عن مكان تواجد السحب. يشاهد خبراء الأرصاد الجوية هذه الصور مع مرور الوقت لمراقبة السحب التي تنمو بسرعة، وهو دليل على احتمال حدوث عاصفة رعدية، كما يمكن للأقمار الصناعية أيضًا إعطاء معلومات عن درجة حرارة السحب، حيث تكون عادة الغيوم ذات القمم الباردة مرتفعة جدًا في الغلاف الجوي، وهذا يعني أن السحابة طويلة بما يكفي لتكون عاصفة رعدية، وبعد التعرف على العاصفة يتتبع خبراء الأرصاد تحرك هذه السحب لمعرفة المناطق التالية التي ستتأثر بالعاصفة.

الرادارات

يعد رادار الطقس (رادار دوبلر) مهمًا جدًا لأخصائيي الأرصاد الجوية، لأنه يمكنهم من اكتشاف المطر والطقس القاسي حتى عندما يكون الجو غائمًا أو مظلمًا، حيث يرسل رادار دوبلر (Doppler radar) موجات كهرومغناطيسية تنعكس عن قطرات الماء الموجودة في الغلاف الجوي إلى الرادار، وبالتالي تكشف طاقة الموجة المنعكسة عن مدى غزارة المطر و تكشف عن وجود البرد، يمكن لرادار دوبلر أن يوضح أيضًا كيف تهب الرياح بالقرب من العاصفة وداخلها. هذا مفيد في فهم أنواع المخاطر التي قد ترافق العاصفة الرعدية وتنتج عنها، كما يساعد الرادار على فهم كيف تغذي العاصفة الرعدية نفسها وكيف تتطور.