ما هو المقصود بالكتل الهوائية، كيف تنشأ، وما هي آثارها على الحالة الجوية؟

الكتل الهوائية Air Masses

الكتل الهوائية عبارة عن كتلة جسم ضخم من الهواء متجانسة في خصائصها الطبيعية؛ الحرارة والرطوبة والاستقرار.

ويبلغ قطرها مئات أو آلاف الكيلو مترات، ويقل تجانس خصائصها الطبيعية بالابتعاد من مركزها.

كما يتوقع في الكتل الهوائية الضخمة أن تكون الأجزاء المواجهة للمنطقة الاستوائية أدفأ من أجزائها المواجهة للمنطقة القطبية.

مكان نشأة الكتل الهوائية

تنشأ الكتل الهوائية فوق المسطحات المائية واليابسة على حد سواء، ويتطلب في مكان نشأتها مساحة واسعة متشابهة في خصائصها الطبيعية كالتضاريس والحركة الهوائية.

يساعد تجانس مكان النشأة على تجانس الخصائص الطبيعية للهواء الذي يعلوه الكتل الهوائية، كما يتطلب استقرار الهواء فوق المنطقة لفترة زمنية تبلغ عدة أيام أو أسابيع لكي تكتسب بعض الخصائص الهوائية للمنطقة التي تعلوها كالحرارة والرطوبة ونحوها.

يكتسب الهواء خصائص الأرض التي يعلوها، فمثلًا، إذا أستقر الهواء فوق مسطحات مائية فإن نسبة رطوبة الجو تزيد والعكس فوق اليابسة فإن رطوبة الجو تنخفض.

وإذا كانت منطقة نشأة الكتلة الهوائية حارة فان الهواء الذي يعلوها يكون حاراً، أما إذا نشأت الكتلة فوق منطقة باردة فان الهواء يكون بارداً.

عندما تتحرك الكتل الهوائية من مكان نشأتها إلى مناطق أخرى فأنها تفقد خصائصها الطبيعية تدريجياً.

فإذا اتجهت نحو المنطقة الاستوائية تزداد حرارتها، وإذا اتجهت صوب القطب فإن درجة حرارتها تنخفض.

وإذا تحركت من المسطحات المائية نحو اليابسة فإنها تفقد تدريجياً جزءاً من رطوبتها، والعكس إذا تحركت من اليابسة نحو البحر فان رطوبتها تزيد.

كما تتأثر الكتل الهوائية المتحركة بالخصائص الطبيعية لمنطقة مسارها، فاذا مرت بمسطحات رطبة أو غابات أو مناطق زراعية فان رطوبتها تزداد، بينما إذا تحركت من منطقة رطبة ونحوها وعبرت مناطق جافة فإنها تفقد تدريجياً جزءً من رطوبتها.

تصنيف الكتل الهوائية

تصنف الكتل الهوائية حسب مكان نشأتها العروضي، الجغرافي، درجة رطوبتها، ومدى استقرارها. وقد أعطيت الكتل الهوائية رموزاً تبين مكان نشأتها وخصائصها الجوية.

أقسام الكتل الهوائية حسب مكان نشأتها العروضي

• كتل هوائية قطبية شديدة البرودة A Arctic Air nasses.
• كتل هوائية قطبية باردة P Polar Air Misses.
• كتل هوائية مدارية T Tropical Air Masses.
• كتل هوائية استوائية E Equatorial Air Masses.

أقسام الكتل الهوائية حسب موقعها الجغرافي

لتحديد مكان نشأة الكتلة الهوائية بالنسبة للمسطحات المائية واليابسة قسمت الكتل الهوائية إلى قسمين هما:

• كتل هواية بحرية M Maritime Air Masses.
• كتل هوائية قارية C Continental Air Masses.

أقسام الكتل الهوائية حسب درجة الحرارة

تصنف الكتل الهوائية حسب درجة حرارتها إلى كتل حارة وباردة على النحو التالي:

• كتل هوائية دافئة W Warm Air Misses.
• كتل هوائية باردة K Cold Air Masses.

 أقسام الكتل الهوائية حسب استقرارها

تصنف الكتل الهوائية إلى كتل مستقرة وغير مستقرة على النحو التالي:

• كتل هوائية مستقرة S Stable Air Masses.
• كتل هوائية غير مستقرةU Unstable Air Masses.

وتستخدم التقسيمات السابقة ورموزها في وصف الكتل الهوائية والتعرف على خصائصها الجوية، فعلى سبيل المثال تعني الرموز التالية ما يلي:

• كتلة هوائية قطبية قارية: cP.
• كتلة هوائية قطبية بحرية: mP.
• كتلة هوائية مدارية قارية: T.
• كتلة هوائية مدارية بحرية: mT.
• كتلة هوائية قطبية قارية دافئة: cPw.
• كتلة هوائية قطبية قارية باردة: cPk.
• كتلة هوائية قطبية بحرية دافئة: mPw.
• كتلة هوائية قطبية بحرية باردة: mPk.
• كتلة هوائية مدارية قارية دافئة: cTw.
• كتلة هوائية مدارية قارية باردة: Tk.
• كتلة هوائية مدارية بحرية دافنة: mTw.
• كتلة هوائية مدارية بحرية باردة: mTk.
• كتلة هوائية قطبية قارية باردة مستقرة: cPks.
• كتلة هوائية قطبية قارية غير مستقرة: Pku.
• كتلة هوائية قطبية بحرية باردة مستقرة: mPks.
• كتلة هوائية قطبية بحرية باردة غير مستقرة: mPku.
• كتلة هوائية مدارية قارية دافئة مستقرة: Tws.
• كتلة هوائية مدارية قارية باردة غير مستقرة: cTku.
• كتلة هوائية مدارية قارية دافئة مستقرة: Tws.

التوزيع الجغرافي للكتل الهوائية

تتوزع الكتل الهوائية على سطح الأرض، وتتأثر بخصائص موقعها الجغرافي، ومساراتها، وتتواجد في العروض الحارة والباردة والمعتدلة، وعلى المسطحات المائية، واليابسة على حد سواء.

يختلف وقعها الجغرافي خلال العام، حيث تتأثر بحركة الشمس الظاهرية خلال فصول السنة، ما بين مدار السرطان ٢٣.٥ شمالًا و٢٣.٥ جنوباً.

ويترتب على ذلك اختلاف توزيع كمية الإشعاع الشمسي، وتزحزح المناطق الباردة في النصف الشمالي من الكرة الأرضية نحو الشمال في فصل الصيف الشمالي الشتاء الجنوبي، وتراجعها نحو الجنوب خلال فصل الشتاء الشمالي الصيف الجنوبي.

الآثار الجوية لحركة الكتل الهوائية

تكتسب الكتل الهوائية خصائص منطقة نشأتها، وبسبب اختلاف الضغط الجوي تتحرك من مناطق الضغط الجوي المرتفع إلى مناطق الضغط الجوي المنخفض.

وعندما تتحرك الكتلة الهوائية من منطقة تكونها فإنها تفقد تدريجياً خصائصها الطبيعية الأساسية خاصة الأجزاء السفلية منها.

وينتج عن قدوم كتلة هوائية لمنطقة ما أثار جوية مختلفة، ويعتمد ذلك على خصائص الكتلة الهوائية القادمة، والمنطقة التي تعبرها.

على سبيل المثال، عندما تتحرك كتلة هوائية قطبية قارية باردة P خلال فصل الشتاء من وسط أسيا البارد الجاف نحو الجنوب فان الأجزاء السفلية من الكتلة تكتسب الدفء تدريجيًا وتقل برودتها بالابتعاد عن مركز نشأتها حتى تفقد خصائصها الأصلية وتكتسب خصائص طبيعية جديدة.

ويحدث نوع من الاضطرابات الهوائية التي تؤدي إلى نشوء السحب أو إثارة الأتربة والرمال.

ويعتمد ذلك على مدى استقرار الكتلة الهوائية القادمة بالنسبة لمنطقة عبورها، وإذا مرت الكتلة الهوائية الباردة والجافة بمياه دافئة فانه ينشأ عن ذلك تيارات هوائية صاعدة تؤدي إلى تكون السحب وسقوط الأمطار أحياناً.

الكتل الهوائية التي تؤثر في جو شبه الجزيرة العربية

تقع شبه الجزيرة العربية في جنوب غرب آسيا مما جعلها معبرًا للكتل الهوائية الباردة القادمة من الشمال البارد والمتجهة نحو المياه الدافئة في الجنوب، والكتل الهوائية الدافئة المتجهة نحو الشمال.

وتلعب مراكز الضغط المحيطة بالمنطقة وتغيراتها الموسمية دوراً كبيراً في تحرك الكتل الهوائية بنوعيها.

وتعرف الكتل الهوائية الشمالية التي تهب على شبه الجزيرة العربية بالآتي:

• الكتلة القطبية القاريةcP .
• الكتلة القطبية البحريةmP .
• الكتلة المدارية القاريةct .
• الكتلة المدارية البحرية mT.

ويتفاوت تأثير هذه الكتل حسب مصدرها، كما أنها تفقد بعض خصائصها بالابتعاد عن مصدر نشأتها ويختلف تأثيرها في اجواء شبه الجزيرة العربية خلال العام من فصل لأخر.

الكتل الهوائية الشتوية Winter Air Masses

تقع شبه الجزيرة العربية خلال فصل الشتاء تحت تأثير الكتلة الهوائية القطبية بنوعيها القاري cP والبحري mP وتصل للمنطقة في أعقاب المنخفضات الشتوية التي تتعرض لها.

وتتفاوت الكتلة القطبية في خصائصها الطبيعية نظراً الاختلاف الخصائص الجوية لمكان النشأة.

الكتلة الهوائية القطبية القارية cP

تنشأ هذه الكتلة في أواسط وشمال أسيا حيث يتمركز الضغط المرتفع، وتتميز هذه الكتلة ببرودتها الشديدة وجفافها.

تتجه جنوباً إلى شبه الجزيرة العربية، وعلى الرغم من أن الأجزاء السفلية من الكتلة تأخذ في ارتفاع حرارتها بسبب اتجاهها جنوباً إلا أنها تؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة خلال فصل الشتاء في الأجزاء الشمالية من شبه الجزيرة العربية.

وقد تنخفض درجة الحرارة إلى تحت الصفر في المدن الشمالية من المملكة العربية السعودية خاصة خلال الليل.

ويصل تأثير الكتلة الهوائية القطبية القارية إلى الأجزاء الوسطى والجنوبية الشرقية من شبه الجزيرة العربية.

الكتلة الهوائية القطبية البحرية mP

تنشأ هذه الكتلة فوق أوروبا والمياه الشمالية للمحيط الأطلسي، وتهب على شبه الجزيرة العربية في أعقاب منخفضات البحر المتوسط الشتوية التي تهب على المناطق الشرقية للبحر المتوسط.

وهي كتلة باردة رطبة الأصل إلا أنها تفقد كثيراً من خصائصها بسبب اتجاهها جنوباً وعبورها الأراضي اليابسة، ويصل تأثيرها على الأجواء شبه الجزيرة العربية.

وتتميز الكتلة القطبية البحرية التي تهب على شبه الجزيرة العربية بأنها أقل برودة وأكثر رطوبة من الكتلة الهوائية القطبية القارية.

كما تتسبب في انخفاض درجة الحرارة في شمال المملكة العربية السعودية، وتؤدي أحيانًا إلى سقوط الثلوج على المدن الشمالية من المملكة لفترة قصيرة كما أنها تؤدي إلى سقوط الأمطار على أجزاء متفرقة من شبه الجزيرة العربية.

يتعمق تأثير الكتلة الهوائية القطبية الشتوية القارية cP والبحرية mP إلى الوسط والأطراف الجنوبية والشرقية من شبه الجزيرة العربية عندما يمتد المنخفض السوداني نحو الأراضي الوسطى والشرقية من شبه الجزيرة العربية، أو يتحد مع منخفضات البحر المتوسط.

الكتل الهوائية الصيفية Summer Air masses

خلال فصل الصيف، تسخن الأراضي اليابسة في أسيا وشمال أفريقيا، وتشكل منطقة ضغط منخفض.

وتقع الأجزاء الجنوبية والجنوبية الغربية من شبه الجزيرة العربية تحت تأثير الكتلة الهوائية المدارية الرطبة mT وتسبب في سقوط الأمطار على مرتفعات اليمن ومرتفعات عسير بالمملكة العربية السعودية، ومرتفعات عُمان.

ويعتمد تأثير الكتلة المدارية الرطبة على شبه جنوب الجزيرة العربية على موقع المنخفض الاستوائي Inter Tropical Convergence Zone ITCZ، الذي يصل شمالًا إلى دائرة العرض ٢٠ شمالًا.

وتقع الأجزاء الشمالية الوسطى والشمالية من شبه الجزيرة العربية خلال فصل الصيف تحت تأثير الهواء القادم من المنخفض الأزوري، كما تقع المنطقة تحت تأثير الكتلة الهوائية المدارية القارية cT التي تنشأ فوق الصحاري المحيطة في الغرب والشمال. وتهب في مقدمة الانخفاضات الجوية التي تغزو شبه الجزيرة العربية، وتؤدي إلى نشوء الزوابع الترابية والرملية في بداية الصيف.

الكتل الهوائية الربيعية Spring Air Masses

 يعتبر فصل الربيع فصل انتقالي من فصل الشتاء البارد إلى فصل الصيف الحار، وفيه تكون حركة الهواء غير ثابتة.

يبدأ تأثير الكتلة الهوائية القطبية القارية cP، والقطبية البحرية mP المعدلة، وتبدأ المؤثرات الهوائية الشمالية والشمالية الغربية في الضعف والتراجع، ويأخذ تأثير الكتلة البحرية المدارية mT ينشط خاصة على الأجزاء الجنوبية من شبه الجزيرة العربية.

ويُعتبر الهواء القادم من منطقة البحر المتوسط مصدراً للأمطار الربيعية التي تسقط على أنحاء مختلفة من شبه الجزيرة العربية.

ويتأثر بحرارة سطح الأرض، ويؤدي إلى عدم استقرار الأجزاء السفلية منه فتتكون تيارات الحمل الصاعدة التي تؤدي إلى تكون السحب، ومن ثم سقوط الأمطار العصارية إذا كان الهواء رطباً، أو تؤدي إلى نشوء العواصف الرملية والترابية.

كما تقع المنطقة تحت تأثير الكتل الهوائية المدارية القارية T القادمة من صحراء شمال أفريقيا، والتي تكون في مقدمة الجبهات الباردة.

الكتل الهوائية الخريفية Autumn Air Masses

يعتبر فصل الخريف فترة انتقالية من فصل الصيف إلى فصل الشتاء، وتتميز هذه الفترة بأن اتجاهات الهواء غير ثابتة وواضحة كما في فصل الصيف والشتاء، وتكون الرياح منخفضة السرعة.

ويبدأ تأثير الكتل الهوائية القطبية القارية cP والبحرية mP، وينشط منخفض البحر المتوسط، بينما يبدأ تأثير الكتلة المدارية البحرية mT في التراجع.

وتقع غالبية شبه الجزيرة العربية تحت تأثير الكتلة القطبية المعتدلة القادمة من الشمال، ويزداد تعمقها إلى أطراف شبه الجزيرة العربية الجنوبية والشرقية.

يعتمد ذلك على مدى تعمق المنخفض السوداني شرقًا نحو الخليج العربي، كما تقع المنطقة تحت تأثير الكتلة المدارية القارية cT التي تتحرك من المناطق الصحراوية الجافة، والتي تهب في مقدمة المنخفضات الجوية التي تتعرض لها المنطقة، وتكون مثيرة للأتربة والرمال.

اقرأ أيضًا: ظاهرة النينو المناخية

تحرير: بيلسان عماد