الطقس ومكوناته الأساسية
يُعرف الطقس بأنه حالة الجو في منطقة معينة خلال فترة زمنية قصيرة، حيث يتفاوت من مكان لآخر ومن وقت لآخر. على الجانب الآخر، يمثل المناخ الحالة العامة للجو في منطقة ما على مدى فترة زمنية طويلة. يتأثر الطقس بعدة عناصر رئيسية تشمل درجة الحرارة، والضغط الجوي، والرياح. تعتمد درجة الحرارة إلى حد كبير على الارتفاع والوقت، حيث تلاحظ انخفاضًا في الحرارة مع زيادة الارتفاع، كما تتغير بحدة خلال اليوم بين النهار والليل.
تُعتبر الرياح هواءً متحركًا يتميّز بسرعة واتجاه معين؛ حيث يتم قياس سرعتها باستخدام جهاز الأنيمومتر بينما يُستخدم جهاز السهم الدوار لتحديد اتجاهها. تُسمّى الرياح عادة باسم الجهة التي تهب منها، مثل الرياح الشرقية. تنشأ الرياح نتيجة لاختلاف الضغط الجوي بين منطقتين، حيث تتحرك من المنطقة ذات الضغط الأعلى إلى المنطقة ذات الضغط الأقل. كما توجد مظاهر جوية مرتبطة بالرياح مثل نسيم البر والبحر.
الضغط الجوي
الضغط هو القوة العمودية المؤثرة على وحدة المساحة، وبالتالي يُعرّف الضغط الجوي على أنه وزن عمود الهواء الذي يمتد من سطح الأرض حتى نهاية الغلاف الجوي مؤثرًا على وحدة المساحة. يتم قياس الضغط الجوي بعدة وحدات، منها الباسكال الذي يساوي نيوتن/م²، بالإضافة إلى الهكتوباسكال والمليبار. تجدر الإشارة إلى أن العلاقة بين هذه الوحدات هي: 1 هكتوباسكال يعادل 100 باسكال، والتي تُعادل أيضًا مليبار. ويُستخدم لقياس الضغط الجوي جهازان أساسيان هما الباروميتر الزئبقي والباروميتر الفلزي.
عوامل الضغط الجوي
هناك عدد من العوامل التي تؤثر على الضغط الجوي، وأبرزها الارتفاع، ودرجة الحرارة، والرطوبة. العلاقة بين الضغط الجوي والارتفاع هي علاقة عكسية؛ حيث كلما زاد الارتفاع عن سطح البحر بمقدار 10 أمتار، ينخفض الضغط الجوي بمعدل 1 هكتوباسكال.
بالنسبة لعلاقة الضغط الجوي بدرجة الحرارة، فهي أيضًا علاقة عكسية؛ إذ كلما ارتفعت درجة الحرارة، انخفض الضغط الجوي. السبب في ذلك هو أن ارتفاع درجة الحرارة يؤدي إلى تسخين الهواء، مما يجعله يتمدد وتبتعد جزيئاته عن بعضها البعض، وبالتالي ينخفض وزن الهواء وكثافته، مما يقلل الضغط الجوي. وفي حالات انخفاض درجة الحرارة، يتقلص الهواء وينتقل جزيئاته بالقرب من بعضها، مما يؤدي إلى زيادة وزن الهواء وكثافته ومن ثم ارتفاع الضغط الجوي.
علاقة الضغط الجوي بالرطوبة
تعكس الرطوبة كمية قطرات الماء العالقة في الهواء على شكل بخار، وتتأثر بمستويات الحرارة؛ حيث يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى زيادة كمية بخار الماء التي يمكن للهواء حملها. عندما يحتوي الهواء على أكبر كمية ممكنة من بخار الماء، يُقال إنه قد وصل إلى درجة التشبع.
الرطوبة النسبية تُعبر عن النسبة بين كمية بخار الماء الموجودة في الهواء وكمية البخار التي يمكن أن يحملها عند درجة التشبع. على سبيل المثال، إذا كانت الرطوبة 50%، فهذا يعني أن الهواء يحمل فقط نصف كمية بخار الماء القادر على حملها. وتجدر الإشارة إلى أن العلاقة بين الضغط الجوي ودرجة الرطوبة هي علاقة طردية؛ فكلما زادت الرطوبة، زاد الضغط الجوي نتيجة للزيادة في وزن الهواء.