Language
Country/Area
No result found
سحر دورة المياه: لماذا تعتبر نوى تكثيف السحب مهمة جدًا للمناخ؟
تلعب نوى تكثيف السحب (CCNs) دورًا حيويًا في دورة المياه، حيث تساعد هذه الجزيئات الصغيرة على تحويل بخار الماء إلى ماء سائل في الغلاف الجوي لتكوين السحب. إن وجود شبكات CCN لا يؤثر فقط على تكوين السحب، بل له أيضًا تأثير عميق على تغير المناخ. ومع اشتداد ظاهرة الاحتباس الحراري، أصبح فهم شبكات ثاني أكسيد الكربون وCNs ذا أهمية متزايدة للتنبؤ بتأثير تغير المناخ في المستقبل.
يحتاج بخار الماء إلى سطح غير غازي ليتحول إلى حالته السائلة، وهي عملية تسمى التكثيف.
الخصائص الأساسية لنواة تكثيف السحب
يبلغ قطر نوى تكثيف السحابة عادةً حوالي 0.2 ميكرون، وهو ما يعادل جزءًا من مائة من حجم قطرة السحابة. تلعب هذه الجسيمات دورًا مركزيًا في تكثيف بخار الماء في الغلاف الجوي. تظهر الأبحاث أنه في حالة عدم وجود ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، تصبح عملية تكثيف بخار الماء بطيئة ويمكن أن تظل شديدة البرودة لعدة ساعات في البيئات التي تقل درجة حرارتها عن -13 درجة مئوية.
لولا وجود نوى تكثف السحب فإن تكثف بخار الماء سيتأخر بشكل كبير مما يؤثر على تكوين السحب وهطول الأمطار.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
تأتي نوى تكثيف السحابة في مجموعة متنوعة من الأحجام والتركيبات، وهو أمر بالغ الأهمية لقدرتها على تكوين قطرات السحاب بشكل فعال. يمكن أن تأتي من مجموعة متنوعة من الظواهر الطبيعية، مثل ملح البحر الناتج عن رذاذ المحيط، والكربون الأسود الناتج عن حرائق الغابات، والكبريتات الناتجة عن النشاط البركاني. وتؤثر خصائص هذه الجزيئات على قدرتها على امتصاص الرطوبة، وبالتالي تؤثر على تكوين السحب وآليات هطول الأمطار.
يمكن لجزيئات الكبريتات وملح البحر أن تمتص الرطوبة، بينما تتمتع جزيئات أسود الكربون والمعادن بقدرة ضعيفة نسبيًا على الالتصاق بالرطوبة.
ثراء نوى تكثيف السحب
يؤثر عدد ونوع نوى تكثيف السحب بشكل مباشر على كمية الأمطار وخصائص الإشعاع للسحب. ومع تطور الأبحاث، اكتشف العلماء أن التغيرات في النشاط الشمسي قد تؤثر أيضًا على خصائص السحابة وبالتالي المناخ.
تقنية تلقيح السحب
إن تلقيح السحب عبارة عن تقنية تعمل على تعزيز تكوين السحب وهطول الأمطار عن طريق إدخال جزيئات صغيرة في الغلاف الجوي. يمكن تحقيق هذه الطريقة بوسائل جوية أو أرضية، وقد حاولت دراسات مختلفة استكشاف فعاليتها، بما في ذلك التقنيات الجديدة مثل استخدام نبضات الليزر أو انبعاث الشحنات من الطائرات بدون طيار. ومع ذلك، فإن فعالية هذه الأساليب تختلف والنتائج ليست متسقة بعد.
فشلت العديد من الدراسات حول تلقيح السحب في إثبات أهمية إحصائية لهطول الأمطار، ولكن بعضها أظهر اتجاهًا نحو زيادة هطول الأمطار.
تقنية تفتيح سحابة المحيط
إن تفتيح السحب المحيطية عبارة عن تقنية هندسية مناخية تعمل على زيادة انعكاس السحب لتقليل التعرض لأشعة الشمس على سطح المحيط والمساعدة في خفض درجات حرارة السطح. ومع ذلك، فإن تطبيق هذه التكنولوجيا قد يؤدي إلى تعقيدات كيميائية، على سبيل المثال، يمكن للكلور والبروم التفاعليين في ملح البحر أن يتفاعل مع جزيئات أخرى في الغلاف الجوي، ويجب دراسة التأثير على الأوزون والميثان بعناية.
العلاقة بين CCNs والعوالق النباتية
توجد حلقة تغذية مرتدة بين توليد نوى تكثيف السحب والعوالق النباتية. أشارت الأبحاث التي أجريت في سبعينيات القرن الماضي إلى أن كبريتيد ثنائي الميثيل (DMS) الذي تنتجه العوالق النباتية في المحيط يمكن تحويله إلى هباء جوي كبريتي، ويصبح هذا الهباء الجوي نوى تكثيف سحابية، مما يؤثر على تنظيم المناخ. ومع ذلك، مع تغير درجات حرارة المحيطات، يمكن أن تتعطل هذه الدورة، مما يؤدي إلى خلق ردود فعل معززة غير مستقرة.
تأثير النشاط البركاني على شبكات CCN
سوف تطلق الانفجارات البركانية كميات كبيرة من الجزيئات في الغلاف الجوي، مما سيؤثر على تكوين نوى تكاثف السحب. ومن بين هذه الغازات والرماد، يشكل ثاني أكسيد الكبريت عنصرا رئيسيا، ولا يمكن تجاهل تأثيره على المناخ. أشارت الدراسات إلى أن ثاني أكسيد الكبريت الناتج عن الانفجارات البركانية يمكن أن يؤدي إلى تبريد عالمي عند تحويله إلى كبريتات.
يتم إطلاق ما يقرب من 9.2 تيراغرام من ثاني أكسيد الكبريت من البراكين كل عام، مما له تأثير كبير على مناخ الأرض.
مع استمرار تفاقم تغير المناخ العالمي، أصبح دور نوى تكثيف السحب في النظام المناخي واضحًا بشكل متزايد. لا تعد نوى تكثيف السحب مجرد عوامل محفزة لتحويل بخار الماء، ولكنها أيضًا عوامل رئيسية تؤثر على خصائص السحابة وأنماط هطول الأمطار. فهل يمكننا إيجاد حلول للسيطرة على تغير المناخ من خلال المزيد من الأبحاث المتعمقة؟
