Search This Blog

Theme images by Storman. Powered by Blogger.

Popular Posts

Pages

About Me

My photo
physicist and mother from Jordan :)
Menu :

Friday, January 8, 2016

كيف انجبت الطبيعة الصخور المتوازنة المهتزة؟

- No comments


صخور (لوجان) أو الصخور المتوازنة والمهتزة..كيف أنجبتها الطبيعة؟






الصخور المتوازنة، الصخور المهتزة، صخور لوجان كما يحلو لبعض الانجليز تسميتها..ما هي، وكيف تكونت، وما أصل هذه التسمية الغريبة؟

ببساطة، الصخور المتوازنة - صخور لوجان Logan Stones - هي تركيب جيولوجي غريب، نجد فيه صخرة متوازنة على صخرة أخرى وتكفي قوة بسيطة - تختلف باختلاف حجم الحجر المعلق العلوي - لجعلها تتحرك ذهاباً وإياباً.

قبل أن نتحدث عن أصل التكوين الجيولوجي، دعونا نعد إلى أصل التسمية.

قبل أن يتبين العلماء سبب التكوين العلمي لهذا التركيب في القرن التاسع عشر، كان الاعتقد السائد أن هذا التركيب الجيولوجي هو بناءٌ قام به كهنة وسحرة إلدرويد القدماء التابعين لديانة السلت المعروفة. ولغرابة هذا التركيب الجيولوجي فقد نُسبت إليه الكثير من القوى الخارقة وفوق الطبيعية خاصة فيما يتعلق بالسحر والساحرات.
كان يقال أن بعض هذه الصخور لا تتحرك إلا في منتصف الليل عند اجتماع الساحرات حولها، وبعض الناس في القرون الوسطى كانوا يعتقدون أنه إذا دققت هذه الصخور تسع مرات فإنك ستتحول إلى ساحر. إحدى هذه الاساطير المدونة أدبياً -  تقول ان هناك عملاقاً قد حمل احد هذه الجلاميد ووضعه بتلك الطريقة حتى يهتز تحته لينام.

كلمة لوجان Logan هي كلمة غريبة على اللغة الانجليزية وأصلها غير محدد بدقة، يُظن أن أصلها هو كلمة Log  بمعنى (يهز)، بينما يعتقد البعض أن للكلمة أصولاً دانيماركية من كلمة Lorge  بمعنى ( يهز ذيله ).

لكن، ما سبب اهتزاز هذه الصخور؟ ما أصل تكوينها؟

هناك عدة نظريات لتفسير أصل هذا التركيب الجيولوجي الغريب؛ أحد هذه النظريات يفترض أن صخور الأرض تعرضت لعمليات تجوية وتعرية بفعل الرياح ومياه الامطار، وبسبب اختلاف كثافة وصلابة طبقات الصخور فإن طبقات الصخور الأدنى - الاقل كثافة وصلابة - تتعرض للنحت أكثر من طبقات الصخور العلوية، مما يُبقي عنقا صغيراً من الصخور لا يلبث ان ينفصل ويتعلق فوق الصخرة الأصلية وتكفي أي قوة بسيطة خارجية لتحريكه وجعله يهتز.

احدى النظريات تشرح علاقة الانهار الجليدية بالصخور المتوازنة.



كانت الكثير من الجبال المعروفة محاطة ومغطاة بالانهار والجداول الجليدية، وعملت هذه الانهار على صقل وتدوير صخور هذه الجبال، ومع مرور الوقت اضمحلت هذه الانهار تاركةً وراءها مئات البرك والبحيرات. وتعتبر صخور اللوجان افرازاً طبيعياً لما كانت تقوم به الانهار الجليدية من تجوية وتعرية لصخور الجبال، وفي بعض الحالات فإن الانهار الجليدية كانت السبب في (حمل) هذه الصخور من مكانها ثم تركها معلقة فوق صخور أخرى في وضع متوازن قبل أن تجف تاركةً وراءها هذا التركيب الجيولوجي الغريب.

بعض النظريات الأخرى المتعلقة بالصخور الهزازة الجرانيتية تتحدث عن عمليات تجوية معينة ( رياح، امطار، صقيع) لصخور الجرانيت، استمرت حتى مرحلة تم فيها فصل بعض الصخور عن الصخرة الأم وأصبحت اي قوة - حتى قوة شخص واحد بالغ - قادرة على هزها وتحريكها حركة الارجوحة الشهيرة.

لكن هذا لا يعني ان كل هذه الصخور التي نراها معلقة هنا وهناك هي من صنع الطبيعة، هناك شواهد تاريخية كثيرة على تدخل الانسان بتحريك بعض الصخور ونقلها من مكان إلى آخر.






Tuesday, January 5, 2016

لغز " صخور وادي الموت المتحركة "

- No comments



كيف تتحرك الصخور في " وادي الموت " ؟


sailing rocks in death valely



لسنواتٍ طوال، حيرت صخور وادي الموت المتحركة العلماء.

وادي الموت هو وادٍ مشهور شرقي ولاية كاليفورنيا الامريكية، يشتهر بأنه اكثر المناطق جفافاً، وحرارة واخفض البقع في قارة امريكيا الشمالية. لاحظ العلماء - والزوار على حد سواء - وجود صخور مختلفة الاحجام - ابتداءً من الحصى وانتهاء بالجلاميد الصخرية العملاقة - تتحرك ببطئ شديد تاركة وراءها مسارات مستقيمة احيانا او مائلة بزوايا احياناً أخرى.

تسمى تلك المنطقة ( Racetrack Playa )، ولعقود كان الجيولوجيون اشبه بمن يطارد شبحاً.

نشر أول تحليل، علمي، للموضوع في عام 1948 واقترح واضعوه أن المسؤول عن تحريك هذه الصخور هو (شياطين الرمال)!، وعلى مر الزمن، اتُهم الكثير بأنهم وراء تلك الحركة غير المفهومة ابتداءً من الشياطين وانتهاءً بقوىً من الفضاء الخارجي وغرباء عن كوكبنا الأم.

وحديثاً، اقترح عالمان امريكيان ان رياحاً بقوة اعصار قد تكون المسؤولة عن تحريك هذه الصخور، لكنها لم تستطع تفسير تحريك جلاميد صخرية تفوق كتلتها الـ 300 كغم في تلك المسارات.

لكن التفسير كان اقرب مما يتصوره أحد…

    سر حركة صخور " وادي الموت " :

المشكلة التي واجهت العلماء أن هذه الصخور قد تمضي عقوداً واكثر دون ان تتحرك قيد أنملة.

نُشرت دراسة عام 2014 أوضحت ان لغز حركة هذه الصخور قد تم حله على يد العالمين جيمس وريتشارد نوريس، تضمنت الدراسة متابعة حركة 60 حجراً باستخدام نظام تحديد المواقع GPS ونظام التصوير الزمني.

قام الدكتور برايان كورن وفريق عمله الجامعي بتجربة محاكاة لمعرفة كيف تتحرك هذه الصخور. أوضحت هذه التجارب ان هذه الحركة تتطلب اجتماعاً نادراً لمجموعة عوامل معاً:

في البداية يجب ان تمتلئ تلك البحيرة الجافة بالماء، ويجب ان تكون كمية الماء كافية لتصنع طبقة طافية من الجليد لكنها ضحلة كفاية أيضا لتبقي جزءاً من الصخور مكشوفاً.
عندما تنحفض درجات الحرارة ليلاً - وخاصة في الشتاء - فإنها تصنع طبقة جليدية عملاقة طافية؛ رفيعة بما فيه الكفاية لتطفو وتتحرك، لكنها سميكة أيضا لتحتفظ ببعض الزخم والقوة لتحرك ما أمامها.

عندما تشرق الشمس في النهار وترتفع درجة الحرارة فإن الجليد يبدأ بالانصهار ويتكسر إلى قطع كبيرة طافية، ويكفي عندها أن تهب رياح خفيفة - او حتى نسيم - لتحرك تلك القطع الجليدية، التي تدفع أمامها تلك الصخور العملاقة تاركةً وراءها ذلك الذيل المستقيم حينا ( لو كانت الصخرة ملساء) والمتعرج المائل ( لو كانت الصخور خشنة ) حيناً آخر ، ويساهم الماء في تقليل قوة الاحتكاك بين الصخرة والارض

كان التفسير اقرب مما يتصور العلماء؛ لأن هذه هي الآلية التي تتحرك بها الجلاميد العملاقة في البحر المتجمد في انتاركتيكا.

يقول جيمس نوريس " كنت مذهولاً بمدى السخرية في كل هذا … ".

ففي منطقة لا يتجاوز معدل الهطل السنوي فيها 5سم طوال العام، نكتشف أن الصخور تتحرك فيها بنفس الطريقة التي تتحرك فيها الجلاميد في المنطقة المتجمدة، الغارقة بالماء.

Friday, January 1, 2016

هل عباءة الإخفاء..حقيقة؟

- No comments


ما العلم المخبئ وراء أجهزة الإخفاء؟


cloaked device and hiding things

لسنوات طوال، ظل الجدل قائماً حول ما إذا كانت عباءة الاخفاء، أو جهاز الاخفاء الذي ظهر في سلسلة حلقات المسلسل العلمي الشهير ( ستار ترك Star Trek ) ممكنة علمياً أم لا؛ حيث كان جهاز الاخفاء يخفي سفينة فضاء كاملة عن الانظار، او حتى عباءة هاري بوتر التي تُظهره وكأنه غير موجود.

اعتقد العلماء أن بامكانهم صنع مواد لها معامل انكسار سالب ( على الرغم من الاعتقاد بأن هذا مخالف لقوانين الفيزياء المعروفة)، وهذا ما قام به علماء من جامعة دوك حيث صنعوا ما يسمى بـ ( ما وراء المادة MetaMaterials ) او ما يترجمه بعض المعرّبين بلفظة (المواد الخارقة)، وهي مواد لها القدرة على (ثني الضوء) حولها ثم يجتمع وراءها وكأنها غير موجودة بالفعل، وهذا ما تم فقط على أشعة الميكروويف (ذات الطول الموجي الكبير).

لكن، ما هي المواد الخارقة (ما وراء المادة MetaMaterial )؟


   " المواد الخارقة هي مواد ذكية مصنّعة - غير موجودة في الطبيعة - يظهر تميزها في هندسة بنيتها التركيبية وليس في خواصها الكيميائية. يتم تصنيعها من تركيب مجموعة من المواد المعدنية او البلاستيكية؛ وعادة ما تترتب بحيث تتخذ نمطاً مكرراً، وبحجم اقل من الطول الموجي الذي صممت للتعامل معه. واعتماداً على شكلها الهندسي، وترتيبها، وحجمها، وطريقة دورانها فإن لها خاصية التعامل مع الأشعة الكهرومغناطيسية بصدها، او امتصاصها او ثنيها لنحصل على خواص ومميزات غير ممكنة في المواد الطبيعية".

ببساطة يوضع الجسم المراد اخفاؤه داخل ما يشبه الاسطوانة محاطة بالمواد الخارقة حيث تصنع بمقاييس صغيرة تتناسب والضوء المراد التعامل معه. فعلى سبيل المثال كانت دارات النحاس التي استخدمها فريق جامعة دوك ذات قطر 3ملم بينما الطول الموجي لأشعة الميكروويف هو 4سم (أي أن المسافة بين قمم الموجات اكبر من حجم الدارة فلا تستطيع "رؤيتها").

تعمل المواد المنفذة للضوء - الموجودة في الطبيعة - على كسر الضوء (إلى الأمام) حيث تتعامل هذه المواد جميعها مع الجزء الكهربائي من الضوء المرئي.
يتكون الضوء المرئي من مجال كهربائي متعامد على مجال مغناطيسي، وكل المواد في الطبيعة تتعامل مع الجزء الكهربائي فقط من الضوء. لكن ما يميز (ما وراء المواد) بأن لها القدرة على التعامل مع المجال المغناطيسي للضوء المرئي، وهذا يمنحها ميزات لا تملكها المواد العادية؛ مثل معامل انكسارها السالب الذي يجعلها تبدو وكأنها تكسر الضوء (إلى الداخل) وليس (إلى الامام).

لكن، ما يخفى على كثير من الناس - وهو عكس ما يظهر في المسلسلات والافلام - أن من يكون داخل منطقة الاخفاء لن يكون قادراً على رؤية أي شيء في الخارج لأن الضوء المرئي ينثني حوله. سيكون لا مرئياً لكنه، سيكون أعمىً كذلك!.




Tuesday, December 29, 2015

لماذا يتجمد الماء الساخـــــن أسرع من الماء البـــــارد؟؟

- No comments


هل من الممكن أن يتجمد الماء الساخن أسرع من الماء البـــــارد؟
نعم، إنه تأثير مابيمبــــــــا!!


hot water freezes faster than cold one

"مابيمبا وازبورن - لندن 2013"
"تأثير مابيمبا Mpemba Effect  هو ظاهرة فيزيائية خاصة - تحدث تحت ظروف محددة - يتجمد فيها الماء الساخن أسرع من الماء البارد. اكتشف هذه الظاهرة طالب افريقي - أريستو مابيمبا -  في مدرسة في تنزانيا عام 1963، حيث لاحظ أثناء حصة التدبير المنزلي ان المثلجات التي صنعها من الماء الساخن تجمدت اسرع من المصنوعة من الماء البارد. كان فضوله كافياً ليدون بعض الملاحظات في الذاكرة ويسأل عنها استاذاً جامعيا في الفيزياء - دينيس اوزبورن -  عام 1969، وعلى الرغم من سخرية زملائه في المدرسة ومعلمه منه وقتها، إلا ان سلسة من التجارب اجراها هذا الاستاذ الجامعي أقرت صحة ملاحظته وتم اعلان هذا الاكتشاف وتسميته باسمه.

لكن، لنفهم ما يحدث بالضبط علينا معرفة بعض النقاط الرئيسة المتعلقة بتجمد الماء:

دعونا لا ننس أن درجة حرارة الماء ما هي إلا مؤشر على مجموع الطاقة الحرارية التي تمتلكها جزيئات الماء الموضوعة في وعاء ما. وعندما نضع الماء في مجمد الثلاجة فإن مجموع الطاقة الحرارية التي تمتلكها الجزيئات يقل لذا تنخفض درجة حرارة السائل تدريجياً حتى تصل إلى الصفر المئوي، عندها تثبت درجة الحرارة ويبدأ السائل عندها التحول إلى الحالة الصلبة.

لكن، كيف يخسر السائل طاقته؟
هناك عدة طرق لانتقال الحرارة نعرفها جميعا وسوف نوجزها هنا فيما يخص الموضوع بعجالة؛

  • التوصيل : نتيجة تلامس الوعاء الذي يحوي الماء الساخن مع السطح البارد لمجمد الثلاجة فإنه يخسر الكثير من طاقته.
  • تيارات الحمــــل : نتيجة التبريد تختلف كثافة الماء؛ فالماء الساخن اقل كثافة من الماء البارد، لذا يهبط  الماء البارد (اعلى من درجة 4° مئوية) إلى الاسفل ويرتفع الماء الساخن الاقل كثافة إلى الاعلى مكوناً تيارات حمل.
  • التبخـــــر : عندما يتبخر الماء فإن هذا يعني ان الجزيئات التي تحمل الطاقة الاعلى ستغادر السائل تاركةً خلفها الجزئيات الاقل طاقة مما سيجعل السائل يفقد حرارته أسرع.


ومما يؤثر أيضاً على درجة تجمد السائل نسبة الغازات الذائبة فيه مثل غاز الاوكسجين وثاني اوكسيد الكربون؛ حيث تقلل مثل هذه الغازات وغيرها من الشوائب على درجة تجمد الماء وتقللها إلى ما دون الصفر المئوي.

الآن، لماذا - وتحت ظروف محددة - قد يتجمد الماء الساخن أسرع من الماء البـــارد؟
ما الذي يحصل بالضبط؟

من المؤسف أن هذا التأثير يتناقض مع مفاهيم الديناميكا الحرارية، لذا لم تحدد الآلية الدقيقة لهذه الظاهرة، لكن هناك الكثير من التفسيرات المقترحة والتي تساهم في فهم أقرب لهذه الظاهرة:

  •           الصقيع المتكون في مجمد الثلاجة يبطّئ عملية التبريـــد :

يعتبر العلماء ان الصقيع المتكون على سطح الوعاء المراد تبريده يصنع ما يشبه المادة سيئة التوصيل للحرارة،أي ما يشبه المادة العازلة التي تقلل من سرعة عملية التبريد وتجعلها ابطأ. لذا، وعندما يوضع
الماء الساخن في وعاء جيد التوصيل للحرارة فإن حرارة الماء ستذيب هذا الصقيع المتكون على الوعاء مما سيجعل عملية التبريد اسرع بسبب التماس المباشر مع سطح المجمد البارد.

  •        طبقة الثلج المتكونة على سطح الماء عند درجة حرارة 4° مئوية تبطّئ عملية التبريد:
ظاهرة شذوذ الماء المعروفة والتي تقل فيها كثافة الماء البارد بدلاً من ان تزداد فيرتفع إلى الاعلى مكوناً طبقا جليدية في الاعلى تمنع استمرار التجمد. في حالة استخدمنا ماءً ساخناً فإن درجة حرارة الماء المرتفع ستكون كفيلة بإذابة طبقة الجليد وتمنع تكونها مما سيسرع عملية التجمد.

  •         التبخـــــــــــر: عندما يكون الماء ساخناً فإن معدل التبخر سيزداد؛ أي ان عدد جزئيات الماء ذات الطاقة العالية سترتفع مغادرة الماء تاركة وراءها الجزيئات ذات الطاقة الاقل مما سيساهم في تبريد الماء بشكل اسرع.

كل هذه العوامل تساهم في فهمنا لهذه الظاهرة الغريبة.

وعلى الرغم من محاولات المجتمع العلمي فهم هذه الظاهرة بدقة وتعمق إلا ان تفسيراً محدداً لم يتفق عليه بعد.

وفي عام 2012، قامت الجمعية الملكية للكيمياء بنشر ورقة بحثية تنافسية لتفسير تأثير مابيمبا، وشارك في المسابقة ما يزيد على 22 الف متسابق من مختلف انحاء العالم، وفي النهاية اعلنت الجمعية - بمشاركة أريستو مابيمبا نفسه - ان الفائز هو نيكولا بريجوفتش، وان التفسير الدقيق هو بسبب عامليّ التبخـــــر، والتبريد الفائق Supercooling .

Friday, December 25, 2015

ما هو تأثيــــر ليدنفروســـــــت ؟

- No comments


ما هو تأثيـــــــر ليدنفروســـــت Leidenfrost ؟


water over hot pan


تأثير ليدنفروست هو ظاهرة فيزيائية تحدث للسوائل التي تلامس أجساماً ساخنة للغاية، وذات درجة حرارة أعلى من درجة غليان السائل. عندها، يصنع السائل طبقة عازلة من البخار بينه وبين السطح الساخن تمنع السائل من الغليان الفوري والتبخر مباشرة. وكنتيجة لقوى التنافر، تظل قطرة السائل تحوم فوق سطح الجسم الساخن دون ملامسته.



تُرى هذه الظاهرة بكثرة في المطبخ: عندما ترش ربة المنزل بضع قطراتٍ من الماء على المقلاة لتعرف شدة سخونتها: إذا كانت درجة حرارة المقلاة عالية كفاية (درجة ليندفروست) فإن نقطة الماء ستتحرك بسرعة وعلى عجل على المقلاة وتنتقل هنا وهناك آخذة وقتاً أطول حتى تتبخر.







يعتبر هذا التأثير مسؤولاً عن كثير من الشروح والتفسيرات مثل قدرة النيتروجين السائل على التنقل بسرعة فوق الاسطح، او - وهذا من الشروح الخطرة التي اعتمدت هذا التأثير كتفسير لها - هو أن يغمس احدهم مثلا اصبعاً مبللاً في صهير الرصاص!، او ان ينفث جرعة صغيرة من النيتروجين السائل من فمه، وكل هذا دون أن يصاب بأذى. لكن مثل هذه التجارب الخطرة قد تؤدي إلى كوارث، كأن يبتلع احدهم النيتروجين عن طريق الخطأ.

 

سميت هذه الظاهرة نسبةً إلى الطبيب الألماني جوهان جوتلوب ليدنفروست والذي وصف هذه الظاهرة عام 1756.





   كيف تحدث هذه الظاهـــــرة:

كما أسلفنا، يمكن رؤية هذه الظاهرة عندما تتقافز قطرات المياه على سطح مقلاة ساخنة للغاية .

في البداية وعندما تكون درجة حرارة المقلاة أقل من 100° مئوية (212° ف)، فإن قطرات الماء عند رشها تنتشر ببطئ ثم تتبخر بالتدريج.
مع ارتفاع درجة الحرارة شيئاً فشيئاً حتى تتعدى الـ 100° مئوية ( وهي درجة غليان الماء)، فإن قطرات الماء تصدر هسيساً عندما تلامس سطح المقلاة الساخن ثم تتبخر بسرعة.لاحقاً عندما ترتفع درجة الحرارة حتى تتجاوز درجة ليدنفروست هنا يبدأ تأثير ليدنفروست بالظهور والعمل، واذا استمرت درجة الحرارة بالارتفاع فإن تأثير ليدنفروست يختفي لأن قطرات الماء ستتبخر بسرعة هائلة.

     الآن، ماذا يحدث بالضبط :


عندما تلامس قطرة الماء سطح الماء الساخن، يتبخر الجزء السفلي من القطرة مباشرة وهذا يجعل الغاز الناتج عن التبخر يصنع طبقة عازلة تعلّق باقي القطرة فوقها وتمنعها من التلامس المباشر مع السطح الساخن. ولأن البخار سيء في توصيل الحرارة ونقلها فإن مقدار الحرارة الذي ينتقل من سطح المقلاة إلى باقي القطرة المعلقة سوف يقل بشكل ملموس مما يسمح لقطرة الماء بالتقافز هنا وهناك محمولة على طبقة البخار لفترة طويلة نسبياً، فيما يسمى Film Boiling .

  نقطة ليدنفروســــــت :

أما متى تحدث هذه الظاهرة بالضبط، أي متى يصل السطح إلى نقطة ليدنفروست فهذه مسألة صعبة التحديد وليس من السهل التنبؤ بها. وحتى لو بقي حجم قطرة السائل كما هو، فإن النقطة التي يبدأ عندها التأثير ليست ثابتة، فهي تعتمد على خصائص سطح المادة الساخن، وعلى إذا ما احتوى السائل على شوائب قد تؤثر في درجة الغليان. وكتقدير ليس دقيقاً يبدأ تأثير فروست عند درجة حرارة 193 ° مئوية.

وهناك الكثير من التطبيقات المتعلقة بهذا التأثير، منها ما يتعلق بفصل السيليلوز عن اوليجمر( عكس البوليمير) عند درجة غليانه.
















Tuesday, December 22, 2015

أعاصير ما فوق المـــــــــاء

- No comments



أعاصير ما فوق المــــاء..ما هي الشواهق ( الاعمدة ) المائيــــة ؟






ظاهرة جوية تتعلق بالطقس، وتظهر كأنبوب عمودي كثيف (أحيانا يبدو باهتاً) يأخذ شكل القمع ذو القاعدة المتجهة نحو الاعلى ( باتجاه الغيوم ).يتكون فوق المسطحات المائية الكبيرة مثل البحار والمحيطات، ويظهر عادةً مع السحب الركامية التي تعد مقدمةً لغيوم المزن الركامية.

تعتبر الاعمدة (الشواهق) المائية ضعيفة مقارنةً بمثيلاتها على اليابسة، ومعظمها لا تمتص المياه بشكل كبير؛ بل هي عبارة عن اعمدة هوائية ضعيفة دوّارة تتحرك فوق الماء.
تحدث معظم الشواهق المائية في المناطق المدارية وشبه المدارية، لكن تم تسجيل بعضها في اوروبا ونيوزيلاندا وحتى في خليج العرب، وبعضها - رغم ندرتها - فوق انتاركاتيكا، القارة المتجمدة.

يمكن تلخيص دورة حياة الشاهق المائي في خمس مراحل؛


تكوّن منطقة داكنة ومظلمة على سطح الماء، ثم تكوين الماء لما يشبه النمط اللولبي او الحلزوني على الماء (نتيجة الدوران )، ثم يتكون ما يشبه الحلقة من رذاذ الماء على السطح، بعدها يبدأ ما يشبه القمع بالتشكل والنمو بين غيوم المزن الركامية وسطح الماء، وفي النهاية تضمحل الظاهرة وتختفي.




كيف يتكوّن الشاهق المائـــــي :

يتكون الشاهق المائي غالبا بحيث تكون قاعدته المائية صغيرة؛ لا تتجاوز 2 كيلومتر عرضاً. وعلى الرغم من أن معظم الشواهق المائية ضعيفة إلا ان بعضها قوي للغاية تماماً كالاعاصير على اليابسة.
تتكون الشواهق المائية عادةً في البيئات فائقة الرطوبة حيث تبدأ الغيوم الركامية - منخفضة الارتفاع - بالتكوّن.
نظرياًُ، يبدأ الغيم بالغزل عندما يبدأ سطح الغيمة بالارتفاع متحرراً من الروابط مع سطح الماء وقوى القص الافقي، عندها يتمدد الانبوب باتجاه الاعلى عندما تكون قوى القص العمودي محاذية لاتجاه تكوّن الغيوم الركامية.
وقد يتكون اكثر من شاهق مائي واحد في نفس المكان وفي ذات الوقت، حيث تم رصد 9 شواهق مائية في بحيرة ميتشغان الامريكية.

هناك 3 أنواع رئيسية من الشواهق المائية :

  1. الشواهق اللاعصاريـــــة : هي النوع الاكثر شيوعاً من الاعمدة المائية وتحدث في المياه الساحلية مكونة تلك البقع المظلمة على السطح والاقماع الهوائية المقلوبة. تتكوّن هذه الاعمدة بسرعة ولا تتجاوز دورة حياتها 20 دقيقة، تختفي بعدها وتضمحل. تتحرك ببطئ شديد - هذا ان تحركت - وذلك لأن الغيوم التي ترتبط بها في الاعلى ساكنة أفقياً، حيث أنها تكونت في المقام الاول من قوى الحمل العمودية وليس عن طريق تصادم مقدمات جبهات هوائية كما هو معتاد.

     


  2. الشواهق الاعصاريــــة: وهذا مصدر الاسم (أعاصير ما فوق الماء). تحدث بطريقة مشابهة لتكوّن الاعاصير الحلزونية المرتبطة بالعواصف الرعدية الثقيلة على اليابسة، لكنها هنا على سطح الماء. وتكون أحيانا قوية لدرجة سحبها كل ما يطفو على سطح الماء - وحتى الكائنات البحرية - نحو الاعلى.




  3. الشواهق الثلجيـــــــة: تعرف أحيانا بشيطان الثلج، عمود الثلج او سنونيدوSnownado   ( مثل كلمة اعصار Tornado).ظاهرة نادرة للغاية تحدث أثناء العواصف الثلجية المفاجئة. يُعرف القليل عن هذه الظاهرة ولا يوجد اكثر من 6 صور موثقة حول هذه الظاهرة - أربعة منها في اونتاريو،كندا - . في هذه الحالة يجب ان يكون الجو بارداً للغاية فوق مسطح مائي دافئ لدرجة كافية لتكوين ضباب يشبه الجدول فوق سطح الماء، بحيث تعصف الرياح حول محور العمود نحو الاسفل.


تتسبب الشواهق المائية في خسائر في المياه الاقليمية التي تضربها، وينصح بالابتعاد عنها ومتابعة اخبار الطقس في المناطق التي يعرف عنها حدوث مثل هذه الظواهر.



وبالنسبة للأحياء البحرية، فإن أي كائنات حية مهما كان حجمها قد تُسحب نحو الاعلى في الشاهق؛ كالاسماك والضفادع وحتى السلاحف المائية، وهذا هو تفسير بعض التقارير التي تحدثت عن (غيوم تمطر ضفادعاً) في مناطق قريبة من الشواهق المائية.



مختـــــارات