بحث عن الرياح وكيفية تكونها

الرياح

يتكون الغلاف الجوي الأرضي من أربع طبقات، وهي: التروبوسفير (Troposphere)، والستراتوسفير (Stratosphere)، والميزوسفير (Mesosphere)، والثيرموسفير (Thermosphere)، وهو يمتد مسافة تزيد عن 100 كم فوق القشرة الأرضية، وبشكل عام تنتج الرياح نتيجة لاختلاف الضغط بين هذه الطبقات الأربع؛ إذ تتحرك الرياح من المناطق ذات الضغط الجوي المرتفع إلى المناطق ذات الضغط الجوي المنخفض.^[١]

كيفية تكوّن الرياح

تعبّر الرياح عن حركة الهواء، ويعود السبب الرئيسي في تكوّنها إلى الشمس؛ فعندما تسخّن الشمس الغلاف الجوي بشكل متفاوت، فإن ذلك يؤدي إلى تمدد الهواء الدافئ وبالتالي انخفاض الضغط في تلك الأماكن مقارنة بالأماكن التي يكون فيها الهواء باردًا، والتي يكون فيها الضغط مرتفعاً، ونتيجة لذلك يتحرك الهواء من منطقة الضغط المرتفع إلى منطقة الضغط المنخفض، لتسبب حركة الهواء هذه تتشكل الرياح.^[٢]

وبشكل عام هناك العديد من القوى التي تتحكم في حركة الرياح، وهي:^[٣]

• قوة الجاذبية الأرضية: إذ تتحرك معظم الرياح أفقياً عبر الأرض باستثناء العواصف الرعدية الهابطة بسبب قوة الجاذبية.
• قوة الاحتكاك: والتي تؤثر على الرياح القريبة من سطح الأرض، وتكون عادة باتجاه معاكس لاتجاه تدفق الهواء.
• قوة تدرج الضغط: تعتمد سرعة الرياح على مقدار فرق الضغط، وعلى المسافة بين نقطتي فرق الضغط؛ فإذا كان فرق الضغط كبيرًا بين نقطتين تكون سرعة الرياح أكبر، وفي حال كان فرق الضغط بين نقطتين كبيراً، وكانت النقطتان بعيدتان عن بعضهما فإن سرعة الرياح ستكون أقل مقارنة بما لو كانت تلك النقطتان أكثر قرباً من بعضهما.
• قوة كوريوليس: والتي تحدث نتيجة دوران كوكب الأرض فتنحرف الأشياء بما في ذلك الرياح، والطائرات، والطيور وغيرها عن الحركة المستقيمة، ويكون مقدار الانحراف أقل ما يمكن عند خط الاستواء وأكبر ما يمكن حول القطبين.

يسبب توازن قوة كوريوليس وقوة الاحتكاك معًا مع قوة التدرج الأفقي للضغط إحداث توازن الغلاف الجوي، وهو الذي يفسر الحركة اللولبية للرياح بدلاً من الحركة المستقيمة إلى الداخل أو الخارج، حول أنظمة الضغط المنخفض والعالي.^[٣]

ومن الأمثلة على تكوّن الرياح ما يلي:^[٤]

• نسيم البحر: يحدث نسيم البحر في فترة النهار نتيجة ارتفاع درجات الحرارة في مناطق اليابسة القريبة من البحار والمحيطات، مما يسبب تسخين الهواء القريب من سطح الأرض فيرتفع الهواء الساخن ليحل محله الهواء البارد المحيط به والقادم من البحر، وبالتالي تتولد الرياح.
• نسيم الأرض: تحدث في فترات المساء عندما تنخفض درجة الحرارة ويكون المحيط أكثر سخونة من اليابسة، فبالتالي يحدث عكس نسيم البحر تماماً.

أنواع الرياح

هناك ثلاثة أنواع رئيسية للرياح، وهي:^[٥]

• الرياح الدائمة: وهي الرياح التي تبقى مستمرة على مدار العام ومن أنواعها:
• الرياح التجارية: هي الرياح التي تتدفق في المنطقة الاستوائية بين خطي عرض 30 درجة شمالًا و30 درجة جنوبًا، وتتدفق من الشرق إلى الغرب.
• الرياح الشرقية: وهي الرياح السائدة التي تهب من الشرق، وتسود عادة في المناطق القطبية.
• الرياح الغربية: هي الرياح التي تتدفق من الغرب نحو الشرق، في المناطق بين خطوط العرض الوسطى للأرض بين خطي 30 و60 درجة.
• الرياح الموسمية: هي ذلك النوع من الرياح التي تغيّر اتجاهها في بداية كل موسم.
• الرياح المحلية: وهي الرياح التي تحدث خلال فترة معينة من اليوم أو السنة، ومن أنواعها:
• نسيم البر: هي الرياح التي تتدفق من الأرض باتجاه البحر، وتحدث في فترة الليل.
• نسيم البحر: هي الرياح التي تتدفق من البحار والمحيطات باتجاه اليابسة.

فوائد الرياح

تعد الرياح مصدرًا للطاقة المتجددة والتي يمكن استخدامها والاستفادة منها في العديد من المجالات، ومنها:^[٦]

• مصدر للطاقة: تستخدم توربينات الرياح لاستغلال طاقة الرياح في توليد الكهرباء، فعندما تبدأ ريشة التوربين بالتحرك بفعل الرياح يبدأ المولد بالدوران وتتولد الكهرباء، وقد بنى الأكاديمي الاستكلندي جيمس بليث (James Blyth) أول توربين رياح في العالم لتوفير الكهرباء لإضاءة منزله.
• النقل: استفادت البشرية من طاقة الرياح لآلاف السنين في عملية الإبحار، وقد تبنت العديد من شركات الشحن الحديثة طاقة الرياح للاستفادة منها، حيث تم تركيب طائرات ورقية كبيرة في السفن بما في ذلك سفن الصيد وحتى سفن الشحن، لتقليل استهلاك الوقود وانبعاثات الكربون.
• الألعاب الرياضية: تعد الألعاب الرياضية الاستخدام الأمتع لطاقة الرياح، إذ تعتمد الكثير من الرياضات على طاقة الرياح ومنها: ركوب الأمواج، والإبحار، والإبحار البري، وغيرها.
• طواحين الهواء: استُخدمت قديماً في إنتاج الغذاء مثل الخبز، إذ يقوم مبدأ عملها على طحن الحبوب بفعل طاقة الرياح.
• ضخ المياه: تمت الاستفادة من طاقة الرياح في تشغيل مضخات المياه، وهي تشبه طواحين الغذاء إلا أنها تضخ المياه.