إن هذه الظواهر التي تُعتبر في الفضاء الخارجي، هي أكثر الظواهر التي تُعتبر في الغلاف الجوي ظواهراً مُرعبة على الأرض، قادرة على إطلاق الرياح المدمرة، وسقوط الأمطار الرهيبة في المناطق الساحلية الشاسعة، وسمتها الأساسية هي التناوب على الهواء على نطاق واسع، وهى تُعرض على مركز الضغط الجوي المنخفض، وهذا التناوب ليس تعسفياً، بل هو نتيجة مباشرة لدور الأرض،

السائق الرئيسي: فهم تأثير كوريوليس

إن أثر كوريوليس هو تحد واضح للأجسام المتحركة عندما ينظر إليه من إطار مرجعي متناوب، ولأن الأرض تدور، أو أي جسم يتحرك بحرية عبر قطيع الهواء السطحي، أو صاروخ تسياري، أو قدح المحيط يميل إلى منحنى بالمقارنة مع مراقب ثابت على الأرض، ولكثير من الفلك ينظر من الفضاء، فإن الجسم ينتقل فعلاً في خط مستقيم، ولكن القضبان الأرضية تتحول إلى مشرقة.

ومن الأهمية بمكان الاعتراف بأن تأثير كوريوليس هو [FLT] تعريف القوة ، وليس قوة دافعة، بل يمكن أن يغير اتجاه الرياح، ولكنه لا يمكن أن يحرك، والسبب الرئيسي للريح هو قوة التدرج في الضغط التي تضغط من المناطق التي ترتفع فيها الضغوط إلى المناطق المنخفضة الضغط.

The Conservation of Angular Momentum

إن أكثر الطرق غير ملائمة لفهم تأثير كوريوليس هو من خلال عدسة الحفظ من الزخم المتقلب، وقطعة الهواء في خط الاستواء تتحرك شرقاً على بعد حوالي 670 1 كيلومتراً/ساعة (040 1 متراً) نتيجة لتناوب الأرض، وإذا تحركت هذه البقعة نحو القطب الشمالي، فإنها تحتفظ بزخمها الشرقي العالي.

وعلى العكس من ذلك، فإن الطرود الهوائية التي تنتقل من القطب الشمالي إلى خط الاستواء تنطوي على زخم ضئيل جدا من الشرق، حيث أنها تواجه الأرض بسرعة أكبر في خطوط العرض السفلى، يبدو أنها تتخلف وتتحول إلى اليمين (الغرب)، وهذه الآلية نفسها تفسر تناوب الأعاصير، وتتحول الهواء إلى مركز تناوب منخفض الكساد على السطح، وتستمد من مختلف مجموعات التصريف.

نزع السلاح المباشر من جانب نصف الكرة الأرضية

  • Northern Hemisphere:] Moving objects are deflected to the right of their path. This results in a ]counter clockwise]] ro around low-pressure systems (cyclonic flow).
  • Southern Hemisphere:] Moving objects are deflected to the left of their path. This results in a ] clockwise ro around low-pressure systems (cyclonic flow).

هذا الفرق في نصف الكرة الأرضية قاعدة صلبة ويمكن التنبؤ بها من الديناميات الجوية، وسيؤدي الإعصار في المحيط الأطلسي قبالة ساحل نيويورك إلى عكس اتجاه الساعة، بينما سيدور دوق من القوة المماثلة في المحيط الهندي بالقرب من أستراليا، وهذا الاتساق في الاتجاه هو نتيجة مباشرة وموثوقة لتناوب الأرض.

"الجينيسيس و"سبين-وب" من "سيكلون"

إن إنشاء إعصار متناوب من أجواء استوائية هادئة يتطلب تسلسلا دقيقا للأحداث، وفي حين أن تأثير كوريوليس يملي اتجاه العمود الفقري، فإنه لا يسبّب تكوين العاصفة، وعادة ما يكون الدافع الأولي منطقة من عدم الاستقرار في الغلاف الجوي.

الخطوة 1: تكوين الجمعيات وتركيب الضغط المنخفض

وتبدأ العملية على مياه المحيط الدافئ، التي عادة ما تكون درجة حرارة سطح البحر أعلى من 26.5 درجة مئوية (80 درجة شرقا)، وتسخن المياه الحارة الهواء فوقها، مما يجعلها تزدهر وترتفع، وتتحول إلى ارتفاع في الهواء الطلق، وتتحول إلى رعد سطحي يرتفع إلى مستويات هائلة من الحرارة المتوفقة، ويدفئ هذا الجو المحيط ويزيد الضغط على مسودة السطح.

الخطوة 2: التصويب السابق للثورة ودور الاضطرابات

ونادرا ما تكون الأعاصير التي تُشكل تلقائياً من الهواء النقي والهادئ، وهي عادة تتطور من الاضطرابات الجوية التي كانت موجودة في السابق، وفي المحيط الأطلسي، تنجم معظم الأعاصير الرئيسية عن موجات شرقية أفريقية - وهي تقلب من الضغط المنخفض الذي يمتد على ساحل غرب أفريقيا كل بضعة أيام خلال الصيف، وهذه الموجات توفر التناوب الأولي الضعيف وتنشأ عن طريقه التناوب المنظم اللازم لبدء العملية.

الخطوة 3: التقارب، التسلسل، حفظ الثقلية

إن الفيزياء في عملية التناوب هي التي تحكمها المحافظة على الدوام المحتمل، حيث أن التكتل الجوي في مركز التكتل المنخفض، فإن عمود الهواء الدوار يمتد عمودياً، ويزيد من العمود الفقري من المحركات المتحركة.

تحديد عدد القوات: الإطار المواضيعي

وللانتقال من فهم نوعي إلى فهم كمي، يستخدم علماء النيازك أدوات رياضية لوصف القوى التي تُلعب.

"رقم "روسبي

ومن بين العوامل الرئيسية التي لا تُعدّ في ديناميات السائل الجيوفيزيائي رقم روسبي (Ro). وهو يصف أهمية القوى غير الداخلية أو الدفاعية بالنسبة لقوة كوريوليس، ويعني رقم روسبي الصغير (Ro << 1) indicates that the Coriolis force dominates, leading to large-scale, geostrophic flow. A large Rossby number (Ro > ⁇ 1) أن القوى غير المتمركزة هي المهيمنة، كما أن تأثير كوريولي لا يُذكر.

بالنسبة للأعاصير الكبيرة (الآعاصير، العواصف الخارجية) عادة يكون رقم روسبي صغيراً إلى متوسط (نحو 0.1 إلى 1) بمعنى أن تأثير كوريوليس هو الشكل الرئيسي لهيكلها، وبالنسبة إلى الإعصار، فإن رقم روسبي كبير للغاية، بمعنى أن تأثير كوريوليس لا صلة له أساساً بتناوبه - تدور بسبب التناوب الريحي المحلي، وليس الأرض.

The Coriolis Parameter and Vorticity Equation

Attheize of the Coriolis effect is mathematically expressed by the Coriolis parameter, denot as f. It is defined by the equation f = FT] sin itude[FL:3], where mate is the angular velocity of the Earth (7.292 rat)

ويصف تطور العمود الفقري بالتعادل الدوافعية، الذي ينص على أن معدل تغيير الدوافع النسبية )دورة الطوابق الهوائية نفسها( يخضع أيضاً لشروط عديدة: تقارب الكتلة )الاستهلاك(، وتكثيف التدفق العمودي )أثر الارتفاع(، وتكثيف التدفق الرأسي.

العوامل الحاسمة التي تحكم كثافة هيكل الخلايا

وفي حين أن تأثير كوريوليس يوفر الإطار التناوبي اللازم، فإن عدة عوامل بيئية أخرى تحدد ما إذا كان الإعصار سيشكل أو يعزز أو يزول.

خط العرض ومساحة كوريوليس

وكما هو مستمد أعلاه، فإن تأثير كوريوليس يختفي عند خط الاستواء، وهذا يعني أن الأعاصير لا يمكن أن تشكل في حدود 5 درجات تقريبا خط الاستواء، وبدون تأثير كوريوليس على الهواء التدفقي، فإن مركز الضغط المنخفض سيكتفي بملء، ويمنع التناوب المنظم والمستدام اللازم لعاصفة مدارية، ولهذا السبب يقصر تكوين الأعاصير على التناوب بين 5 درجات و 10 درجات.

درجة حرارة سطح البحر ودرجة حرارة المحيط

الماء الدافئ هو وقود الأعاصير المدارية، وعتبة الـ 26.5 درجة مئوية هي قاعدة ثابتة من الإبهام، ولكن ليس فقط درجة الحرارة السطحية التي تهم، بل عمق طبقة الحرارة المحيطية، وطبقة عميقة من المياه الدافئ (من 50 إلى 100 متر) توفر خزاناً هائلاً من الطاقة يمكن أن يحافظ على خلط الإسبان القوي.

مجلة " شمار "

وربما يكون أهم عامل واحد في إعاقة تطوير الأعاصير هو قذيفة الرياح العمودية - تغيير سرعة الرياح أو اتجاهها مع ارتفاعها - ونجمة عمودية قوية "تنزلق من أعلى إلى أسفل" العاصفة، وتضع العمود العمود الفقري للهواء الدوار، وعندما تُغشّل الدوافع، يُفكك الشعار العميق، ولا يعاد تدوير الإطلاقات المتأخرة إلى قلب العاصفة.

متوسط المستوى

الهواء الجاف مُضاهِم إلى إعصار استوائي، يحتاج الإعصار النامي إلى طبقة عميقة من هواء الشعارات لدعم الغيوم الخفية التي تُطلق حرارة مُتَوَلة، إذا كان الهواء الجاف من أواسط الغلاف الجوي مُدَرَّد في تداول العاصفات، فإنه يُشجّع التبريد المُتَصَب، الذي يُثُبُ الغبارَةَةَةَةَةَةَةَ.

منحدرات غير أرضية: آلة بروكلينية

والأعاصير التي نوقشت حتى الآن هي الأعاصير المدارية، التي تُحرك حرارة حرارةً مُتَوَقَّدةً من الحرارة المتطايرة للتكثيف، غير أن الأعاصير التي تهيمن على خطوط العرض المتوسطة - الشمالية، وعواصف الرياح الأوروبية، وعواصف المحيط الهادئ - مختلفة اختلافاً جذرياً، وهي أعاصير مُستَفَبة([1]).

(أ) الغلاف الجوي الباروكي هو الغلاف الجوي الذي تعتمد فيه الكثافة على درجة الحرارة والضغط معاً، وهو ما يخلق درجات حرارة أفقية، وهي المصدر الرئيسي للطاقة بالنسبة للأعاصير المدارية، وعادة ما تكون علاقة الريح الحرارية () هي مفتاح فهم هذه النظم، ويفيد أن ارتفاع درجة الحرارة الأفقية في المنطقة يرتبط بضوء عمودي قوي في الحرارة.

الاستنتاج: الرصيد المخصَّص لنظام التناوب

إن الفيزياء التي خلفت تناوب الأعاصير هي تفاعل جميل بين القوى الأساسية، ويعطي تأثير كوريوليس التحيز التناوبي الأساسي، ويملي الاتجاه الدوار ويتيح التداول المنظم، وينظم الحفاظ على الزخم المنفرد عملية التكتل في الهواء كتفكيك هوائي في مركز الضغط المنخفض، ويغذي المحرك الحراري لمياه المحيط الدافئ الوقودية التي تدفع التدفق إلى الداخل، في حين أن عوامل مثل العوامل العمودية تفكك.

الرياضيات من الإثارة ورقم روسبي توفر الأدوات الكمية للتنبؤ بهذه السلوكات لكن المبدأ الأساسي هو أنيق: تناوب كوكب ضخم يفرض إرادته على الغلاف الجوي، وينظم الطاقة اللامعة للطقوس الاستوائية في الأعاصير القوية المهيكلة التي نراقبها، من دوامة العواصف العاصفة إلى التناوب على مدار الساعة