لقد اختبرناها جميعًا في وقت أو آخر... ننتظر بفارغ الصبر وصول ثلث إلى خمس بوصات من الثلج في توقعاتنا ، فقط لإيقاظ الصباح التالي للعثور على مجرد الغبار على الأرض.
اسأل أي خبير أرصاد جوية ، وسوف يخبرك أن هطول الأمطار في فصل الشتاء هو أحد أكثر التنبؤات صعوبة في الحصول عليها بشكل صحيح.
سنلقي نظرة على عدد الأشياء التي يفكر فيها خبراء التنبؤ عند تحديد أي من العوامل الثلاثة الرئيسية ستحدث أنواع هطول الأمطار الشتوية - مثل الثلج أو المطر المتجمد أو المطر المتجمد - وكم منها سوف يحدث جمع. في المرة القادمة التي يتم فيها إصدار استشارة بشأن الطقس الشتوي ، قد يكون لديك احترام جديد للمتنبئ المحلي.
في حين أن الأمر قد يبدو بسيطًا بما فيه الكفاية ، فإن الحصول على المزيج الصحيح من كل من هذه المكونات هو توازن هش يعتمد غالبًا على التوقيت.
تتضمن العواصف الشتوية النموذجية نمطًا للطقس يُعرف باسم اجتياح. خلال فصل الشتاء ، يتم إيصال الهواء القطبي البارد والقطب الشمالي إلى الولايات المتحدة عندما طائرة نفاثة ينخفض جنوبا خارج كندا. في الوقت نفسه ، يتدفق التدفق الجنوبي الغربي إلى الهواء الدافئ والرطب نسبيًا من خليج المكسيك. بينما تواجه الحافة الأمامية لكتلة الهواء الدافئ (الجبهة الدافئة) الهواء البارد والأكثر كثافة عند مستويات منخفضة ، اثنان تحدث الأشياء: يحدث تكوين الضغط المنخفض عند الحدود ، ويتم دفع الهواء الدافئ إلى أعلى وفوق منطقة البرد. عندما يرتفع الهواء الدافئ ، يبرد ويتكثف رطوبته إلى غيوم تسبب هطول الأمطار.
يعتمد نوع هطول الأمطار الذي ستنتجه هذه الغيوم على شيء واحد: درجة حرارة الهواء عند مستويات عالية في الغلاف الجوي ، وانخفاض منخفض على مستوى الأرض ، وبين الاثنين.
إذا كان الهواء منخفض المستوى شديد البرودة (كما هو الحال عندما تدخل الكتل الهوائية في القطب الشمالي إلى الولايات المتحدة) ، فلن يؤدي التغلب على الهواء إلى تعديل كبير في الهواء البارد الموجود بالفعل. على هذا النحو ، ستبقى درجات الحرارة أقل من درجة التجمد (32 درجة فهرنهايت ، 0 درجة مئوية) من الغلاف الجوي العلوي وصولًا إلى السطح وستنخفض الأمطار مع تساقط الثلوج.
إذا كان الهواء الدافئ الوارد يمتزج مع الهواء البارد بما يكفي لتشكيل طبقة من التجميد أعلاه درجات الحرارة عند المستويات المتوسطة فقط (درجات الحرارة عند المستويات العالية والسطحية هي 32 درجة فهرنهايت أو أقل) ، ثم سيحدث الصقيع.
ينشأ الجليد في الحقيقة عندما تتساقط رقاقات الثلج في الجو العلوي البارد ، ولكن عندما يسقط الثلج عبر الهواء المعتدل عند المستويات المتوسطة ، فإنه يذوب جزئيًا. عند العودة إلى طبقة من الهواء المتجمد تحت التجمد ، يتجمد الترسيب مرة أخرى إلى حبيبات الجليد.
يعتبر ملف تعريف درجة الحرارة الباردة-الدافئة-الباردة هذا واحدًا من أكثر السمات الفريدة وهو السبب في أن المطر هو الأقل شيوعًا بين أنواع هطول الأمطار الثلاثة في فصل الشتاء. في حين أن الظروف التي تنتجها قد تكون غير شائعة إلى حد ما ، فإن صوت الرنين الخفيف الذي يرتدها من الأرض لا لبس فيه.
إذا تجاوزت الجبهة الدافئة منطقة البرد ، تاركة أقل من درجات الحرارة المتجمدة على السطح فقط ، فإن هطول الأمطار سوف ينخفض مطر مجمد.
يبدأ المطر المتجمد أولاً كالثلج ولكنه يذوب تمامًا في المطر عند السقوط من خلال طبقة عميقة من الهواء الدافئ. بينما يستمر المطر في الانخفاض ، يصل إلى الطبقة الرقيقة من الهواء تحت التجميد بالقرب من السطح والمبردات الفائقة - أي يبرد حتى أقل من 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية) ولكنه يبقى في شكل سائل. عند ضرب الأسطح المجمدة لأشياء مثل الأشجار وخطوط الكهرباء ، تتجمد قطرات المطر في طبقة رقيقة من الجليد. (إذا كانت درجات الحرارة أعلى من درجة التجمد في جميع أنحاء الغلاف الجوي ، فسوف يسقط هطول الأمطار بالطبع كمطر بارد.)
من المتوقع أن ترتفع درجات الحرارة في أي وقت حول درجة التجمد (بشكل عام في أي مكان من 28 درجة إلى 35 درجة فهرنهايت أو -2 درجة إلى 2 درجة مئوية) ، قد يتم تضمين "مزيج شتوي" في التوقعات. على الرغم من عدم الرضا العام عن المصطلح (غالبًا ما يُنظر إليه على أنه ثغرة تنبؤية لأخصائيي الأرصاد الجوية) ، إلا أنه من المفترض أن للتعبير عن أن درجات الحرارة في الغلاف الجوي تجعل من غير المحتمل أن تدعم نوعًا واحدًا فقط من الأمطار أثناء التنبؤ فترة.
إن تقرير ما إذا كان الطقس العاصف سيحدث أم لا - وإذا كان الأمر كذلك ، فما هو نوعه - إلا نصف المعركة. لا شيء من هذا جيد بدون فكرة مصاحبة له كم الثمن متوقع.
لتحديد تراكم الثلوج ، يجب مراعاة كل من كمية هطول الأمطار ودرجة حرارة الأرض.
يمكن جمع كمية هطول الأمطار من النظر إلى كيفية ترطيب الهواء في وقت معين ، بالإضافة إلى إجمالي كمية الترسيب السائل المتوقع خلال فترة زمنية معينة. ومع ذلك ، هذا يترك واحد مع كمية سائل ترسب. من أجل تحويل هذا إلى المبلغ المقابل هطول الأمطار المجمدةيجب تطبيق مكافئ الماء السائل (LWE). تم التعبير عنها كنسبة ، تعطي LWE مقدار عمق الثلج (بالبوصة) الذي يستغرقه إنتاج 1 "من الماء السائل. ثلوج ثقيلة ورطبة ، والتي تحدث غالبًا عندما تكون درجات الحرارة مناسبة أو أقل بقليل من 32 درجة فهرنهايت (والتي يعرفها الجميع أفضل كرات الثلج) ، لديها LWE عالية أقل من 10: 1 (أي أن 1 "من الماء السائل سينتج حوالي 10" أو أقل من ثلج). الثلج الجاف ، الذي يحتوي على القليل من محتوى الماء السائل بسبب درجات الحرارة شديدة البرودة في جميع أنحاء التروبوسفير ، يمكن أن يكون له قيم LWE تصل إلى 30: 1. (يعتبر LWE من 10: 1 متوسطًا.)
بالطبع ، ما ورد أعلاه هو صلة فقط إذا كانت درجات حرارة الأرض أقل من درجة التجمد. إذا كانت أعلى من 32 درجة فهرنهايت ، فإن أي شيء يضرب السطح سيذوب ببساطة.