أسباب درجات الحرارة العالية والهضم في المناطق المدارية

الموقع الجغرافي والمقياس الجغرافي الشمسي

ضوء الشمس المباشر طوال السنة

أهم سائق في درجات الحرارة المدارية العالية هو تلال الأرض المحوري وموقعه المداري بالنسبة للشمس، ويتلقى خط الاستواء ضوء الشمس عند زاوية شبه سطحية تقريباً كل يوم من السنة، لأن أشعة الشمس تضرب السطح عند زاوية حادة، نفس كمية الطاقة الشمسية تتركز على منطقة أصغر مقارنة بمتوسط الحرارة الأعلى

وعلى النقيض من ذلك، فإن المناطق الواقعة خارج المناطق المدارية تشهد تغيرات موسمية لأن زاوية الشمس تتغير تغيرا جذريا، فالمزايا الجغرافية المتميزة للمناطق المدارية تعني أن هناك تفاوتا طفيفا في درجة الحرارة الموسمية؛ وبدلا من ذلك، ينقسم العام عادة إلى موسم مبللة وجاف، فإن الافتقار إلى الموسم الحراري هو علامة سمية للمناخ المداري وينجم مباشرة عن قياس الأرضي المستمر بالطاقة الشمسية.

اليوم، الاستقرار

ومن النتائج الأخرى للجغرافيا المنخفضة الارتفاع التباين في طول النهار، حيث أن ساعات النهار تحلق حوالي 12 ساعة طوال السنة، ونادرا ما تختلف بأكثر من بضع دقائق، وفي حدود 40 درجة شمالا، يمكن أن تكون أيام الصيف 15 ساعة، بينما تتقلص أيام الشتاء إلى 9 ساعات، مما يتسبب في حدوث تقلبات كبيرة في مدخلات الطاقة الشمسية، وتتجنب المناطق المدارية هذه التقلبات، ويعني طول فترة الـ 12 ساعة أن كل يوم يؤثر على نحو تقريبي.

كثافة الشمس، وطولها، وتسخين السطح

ارتفاع معدلات الإشعاع الشمسي وقيمة العزل

إن الإشعاع الشمسي في قمة الغلاف الجوي ثابت إلى حد ما )الثابت الشمسي(، ولكن المبلغ الذي يصل إلى مستوى عزل السطح - يعتمد على الزوايا وفي الغلاف الجوي، وفي المناطق المدارية، تكون قيم التعزل من بين أعلى المستويات على الأرض، فالسماء الواضحة التي غالبا ما تكون سائدة في الجزء المبكر من اليوم تسمح بإشعاع الموجات القصيرة الشديدة بالاندفاع إلى الأرض.

وبالإضافة إلى ذلك، يؤدي تأثير albedo دوراً، فالغابات الاستوائية لها ألبيدو منخفض نسبياً (يستوعبها أكثر من ضوء الشمس، وبخاصة مقارنة بالجليد أو السطح الصحراوي، وتستوعب الغابات المطيرة الكثيفة جزءاً كبيراً من الطاقة الشمسية القادمة، وتحوّلها إلى حرارة ورطوبة من خلال التهرب من الحرارة.

التدفئة السريعة للأراضي والمياه

وترتفع درجة حرارة الأرض في المناطق المدارية بسرعة تحت الشمس الشديدة، وفي مناطق مدارية كثيرة يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة القصوى بعد الظهر 35 درجة مئوية (95 درجة ف) حتى في الظل، كما أن المحيطات والبحار دافئة أيضاً، ولكن الماء له قدرة حرارية أعلى، بحيث يتدفأ ببطء أكبر، غير أن المحيطات الاستوائية الشاسعة مثل المحيط الهندي وغرب المحيط الهادئ والمسافات الحرارية تؤدي إلى ارتفاع كبير في الحرارة.

المحيطات

ولا يقتصر الرطوبة العالية في المناطق المدارية على نتاج درجات الحرارة المرتفعة، بل يتطلب بخار مياه وفرة، والمصدر الرئيسي هو المحيط، وتغطية المحيطات الاستوائية نحو 75 في المائة من الحزام الاستوائي، وتوفر إمدادات شبه محدودة من الرطوبة، ومعدلات الإجلاء مرتفعة لأن درجات الحرارة المائية الدافئة (التي تتجاوز 27 درجة مئوية أو 80 درجة ف) تزيد من ضغط التحلل السطحي.

النقل البحري والرياح

وتهب الرياح التجارية ]الجبهة[: ١[ ]الجبهة[[ ]الجبهة: ١[[ ]الأعراض[ من أحزمة الكساد شبه المدارية نحو منطقة التقارب بين المناطق المدارية، وتلتقط، عند عبورها للمحيطات المدارية الحارة، كميات هائلة من بخار المياه، وتحافظ هذه الرياح الرطبة على التقارب المستمر بين الطوابع.

إجلاء من الغطاء النباتي

وبالإضافة إلى التهرب من المحيطات، تسهم الغابات الاستوائية إسهاما كبيرا في الرطوبة من خلال التهرب من الغابات .

دائرة الغلاف الجوي ومنطقة الترابط بين العمليات

خلية هادلي وطائرة الصعود

وخلية هادلي هي نمط واسع النطاق للتداول في الغلاف الجوي يهيمن على الطقس المداري، ويرتفع الهواء الحربي عند خط الاستواء بسبب التدفئة الشمسية الشديدة، ويبرد بشكل حرفي، ويتسبب في تهجير الماء إلى السحب والهطول، ويتحمل هذا الطرف المتزايد من خلية هادلي المسؤولية عن تقلص درجات الحرارة في العالم البالغ عددها ٣٠ درجة.

التقارب والتغطية

حيث تتجمع الرياح التجارية من نصفي الكرة الشمالي والجنوبي )المركز الدولي للتنقية(، وترتفع قوات التقارب، وتنتج هذه الحركة العميقة الغيوم الخفيفة التي يمكن أن تمتد أكثر من ١٥ كيلومترا إلى الغلاف الجوي، وتحجب هذه الغيوم بعض ضوء الشمس القادم، الذي يعتدل درجات الحرارة السطحية قليلا، ولكنها تضخ أيضاً مواقع متأرجحة طولاً، وتسهم في إحداث حرارة حرارة حرارة في الليل.

ونظرا لأن مركز التجارة الدولية يهاجر فصليا )بسبب تفكك الشمس(، فإن حزام أعلى درجة من التهطال يتحول شمالا وجنوبا، ويخلق مواسما مبتلة وجافا متميزة في العديد من المناطق المدارية، وحتى خلال الموسم الجاف، لا تزال الرطوبة مرتفعة بسبب الوجود المستمر لكتل هوائية دافئة ورطوبة، وغطاء سحابي منخفض ولكنه لا يزال كبيرا.

الغطاء الأرضي، النباتات، والميكرويات

الغابات كمنظمين للهواء والحركة

فغالبا ما تسمى غابات الأمطار المدارية " أزهار الكوكب " ، ولكنها تعمل أيضا كأجهزة لتنظيم المناخ، ويقلل الكثافة من سرعة الرياح بالقرب من الأرض، ويقطع الهواء الرطب تحت الأوراق، ويطلق أشعة المادة العضوية مزيدا من الحرارة والرطوبة، ويعني ارتفاع حرارة الغابات المطيرة بدرجة أكبر من الطاقة الشمسية، ولكن معظمها يستخدم للتبريد.

ومع ذلك، فإن المساهمة الشاملة للغابات الاستوائية في الرطوبة الإقليمية كبيرة، إذ تُطلق من الأمازون وحدها أطنان مترية إلى ثلاثة بلايين طن متري من بخار المياه، مما يؤثر على أنماط سقوط الأمطار التي تتجاوز بكثير الحوض، وهذا التدوير الرطب هو عنصر حاسم في نظام المناخ المداري.

العزلة والاختفاءات المحلية

ولا توجد في جميع المناطق المدارية مناطق حرارة ورطوبة بنفس القدر، حيث تُحدّد درجة الحرارة: ارتفاع مناطق الارتفاع (مثلاً، منطقة الأنديز، جبل كينيا، المرتفعات الإثيوبية) في درجات حرارة أكثر برودة حتى وإن كانت في المناطق المدارية، حيث إن درجات الحرارة تتراوح بين كل 000 1 متر من مناطق الشمود، لا تتجاوز حوالي 6.5 درجة مئوية، إلا أن الرطوبة يمكن أن تظل مرتفعة في هذه المواقع إذا كانت قريبة من المحيطات أو في الممرات.

أنماط الحرارة والرطوبة الموسمية والديونية

Wet Season vs. Dry Season

وفي معظم المناطق المدارية، يوجد موسمان متمايزان: موسم رطب مرتبط بالرأس الإضافي للشبكة الدولية للتنقية وموسم جفاف عندما تبتعد منطقة التجارة الدولية، ويقلل الغيوم ودرجات الحرارة النهارية المتوسطة في المحيط، ولكن الرطوبة النسبية إلى حد ما عن التشبع، وكثيرا ما يرى موسم الجفاف درجات حرارة أعلى من يوم بسبب تزلج أكثر وضوحا، ولكن الرطوبة أقل قليلا.

Daily Rhythm

ويبدأ اليوم المداري العادي بسماء واضحة وارتفاع درجات الحرارة، ويتطور التكافل في الصباح الباكر، وبعد الظهر، تحدث موجات كبيرة من الزواحف في مناطق الغابات المطيرة، وبعد أن يرتفع المطر، تزداد الرطوبة كلما كانت الأرض وثبات مياه الإطفاء، ويحد التبريد الليلي لأن الغلاف الجوي لا يزال رطبا وسحابا (إن كان موجودا) في المناطق الحضرية ببطء.

التأثير البشري على المناخات الاستوائية

التحضر والتغييرات الدقيقة

فالأنشطة البشرية تعدل درجة الحرارة المحلية والرطوبة في المناطق المدارية، إذ يحل التحضر محل النباتات ذات السطح غير الطاقي الذي يستوعب الحرارة ويقلل من التهرب، وبالتالي فإن المدن تشهد درجات حرارة أعلى من النهار والنهار، وقد تحدث زيادة الرطوبة في المدن بسبب الانبعاثات الناجمة عن مكيفات الهواء والعمليات الصناعية وانخفاض التهوية، ولكن في بعض الحالات، يؤدي نقص الحرارة النباتية إلى زيادة تذبذب المناطق الحضرية.

إزالة الغابات وتغير استخدام الأراضي

وقد يؤدي تدهور الغابات إلى آثار ملموسة على المناخ المداري، وعندما تُزال مساحات كبيرة من الغابات المطيرة، فإن فقدان التحول يقلل من مدخلات بخار المياه إلى الغلاف الجوي، مما قد يقلل من سقوط الأمطار المحلية ويزيد من طول موسم الجفاف، وفي الوقت نفسه، فإن الأراضي المبرئة لها أبطال أعلى في الأجل القصير، ولكن عدم وجود مناطق هطول الأمطار والتهرب قد يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة السطحية نتيجة لتصل إلى نقطة حرج المنطقة الواحدة.

تغير المناخ وتضخيمه

فالاحترار العالمي يضخم الأسباب الطبيعية للحرارة الاستوائية والرطوبة، ولأن الجو المداري دافئ للبدء، فإنه يمكن أن يحمل المزيد من بخار المياه )حوالي ٧ في المائة من كل درجة من حرارة كلسيوس، بعد العلاقة بين كلوسيوس وكلابرون( وهذا يزيد من احتمالات حدوث رطوبة شديدة ودرجة أكبر من التهطال في درجات الحرارة، كما أن ارتفاع درجات الحرارة السطحية في البحر يزيد من حدة التوترات.

الروابط الخارجية من أجل المزيد من القراءة

• Britannica: Tropical Climate Overview]
• NOAA Climate Basics]
• NASA: The Sun's Role in Climate Change ]
• NASA Earth Observatory: Land Surface Temperature]
• Wikipedia: Intertropical Convergence Zone]

خاتمة

إن ارتفاع درجات الحرارة والرطوبة في المناطق المدارية لا يسببه عامل واحد، بل بسبب مزيج من العمليات الجغرافية والغلاف الجوي والمحيطية والبيولوجية التي تعمل في إطار متضافر، حيث أن الإشعاع الشمسي المباشر والمتسكّم الذي يقترب من خط الاستواء قد يُكفل وجود فائض في الطاقة، بينما تُقدّم المحيطات الاستوائية الواسعة النطاق والنباتات الكثيفة الطفيلية اللازمة للحفاظ على الرطوبة العالية.