كيف تنشأ الرياح؟
الرياح هي جزء من الطقس الذي نشهده طوال الوقت، ولكن لماذا تحدث بالفعل؟
في يوم يكون الهواء ساكنًا، وفي اليوم التالي، تهب عواصف هوائية قوية تسقط الأشجار. فما السبب وراء ذلك وكيف تنشأ الرياح؟
السبب الرئيسي وراء نشوء الرياح قد يكون مفاجئًا قليلاً. في الواقع، الحرارة هي المسؤولة عن ذلك، أو بالأحرى اختلافات درجات الحرارة بين مناطق مختلفة.
شاهد خطورة التغيرات المناخية على كوكبنا من هنا
فكيف تنشأ الرياح بسبب اختلاف درجات الحرارة؟
تنشأ الرياح بسبب الغازات التي تشكل غلافنا الجوي والتي تُظهر سلوكًا مثيرًا عندما تتغير درجات الحرارة.
فعندما تتسخن الغازات، تتحرك ذراتها وجزيئاتها بسرعة أكبر وتنتشر وترتفع.
لهذا السبب، يتجه البخار الصادر عن إناء ماء مغلي دائمًا صعوداً. وعندما يكون الهواء باردًا،
تبطئ الغازات وتقترب أكثر من بعضها البعض. يغوص الهواء البارد.
الشمس تسخن الهواء، ولكن تفعل ذلك بشكل غير متساوٍ. نظرًا لأن الشمس تضرب أجزاءً مختلفة من الأرض بزوايا مختلفة،
وبسبب وجود المحيطات والجبال وسمات أخرى، تكون بعض الأماكن أدفأ من غيرها.
ونتيجة لذلك، نحصل على جيوب من الهواء الدافئ والهواء البارد.
اختلاف درجات الحرارة يؤدي إلى اختلاف ضغوط الهواء
نظرًا لأن الغازات تتصرف بشكل مختلف عند درجات حرارة مختلفة،
يعني ذلك أنه لديك أيضًا جيوب ذات ضغط عالٍ وجيوب ذات ضغط منخفض.
في مناطق الضغط عالي، تكون الغازات في الهواء أكثر ازدحامًا.
في المناطق ذات الضغط المنخفض، تكون الغازات أكثر انتشارًا قليلاً.
قد تعتقد أن الهواء الدافئ سيؤدي إلى منطقة ضغط أعلى، ولكن في الواقع العكس هو الصحيح.
نظرًا لأن الهواء الدافئ يرتفع، يترك وراءه منطقة ضغط منخفض.
الآن نحن نصل إلى الجزء الذي يحدث فيه الرياح. تنتقل الغازات من المناطق عالية الضغط إلى المناطق منخفضة الضغط.
وكلما كان الاختلاف بين الضغوط أكبر، كلما زادت سرعة الهواء الذي يتحرك من المنطقة ذات الضغط العالي إلى المنطقة ذات الضغط المنخفض. هذا الهواء المتدفق بسرعة هو الرياح التي نشعر بها.
لكن لماذا يتحرك الهواء على الإطلاق؟
قد تتساءل لماذا يتحرك الهواء من منطقة ضغط عالي إلى منطقة ضغط منخفض في المقام الأول.
هذا هو شيء يحدث في الطبيعة طوال الوقت: الأشياء دائمًا تحاول أن تتوازن. يُطلق عليه التسرب.
حتى البشر يفعلونها! عندما يصعد الناس إلى حافلة، هل يجلسون جميعًا في نفس جانب الحافلة أولاً؟
هل يجلس الغرباء بجوار بعضهم البعض عندما يكون هناك الكثير من المقاعد المتاحة؟
لا، بالطبع لا. يرغب الناس في التباعد قدر الإمكان.
عندما تشعر بالرياح وهي تهب، فكّر في اتجاهها وفي الحرارة والضغوط التي تسببها.
الرياح تحدث بسبب التسخين غير المتساوي لسطح الأرض من قبل الشمس.
نظرًا لأن سطح الأرض مكون من أنواع مختلفة من الأراضي والمياه،
تمتص الأرض حرارة الشمس بمعدلات مختلفة. مثال على ذلك هو دورة الرياح اليومية.
دورة الرياح اليومية: خلال النهار، يسخن الهواء فوق اليابسة بشكل أسرع من الهواء فوق الماء.
يمتد الهواء الدافئ فوق اليابسة ويصعد، ويندفع الهواء الأثقل والأبرد ليحل محله، مما يؤدي إلى تكون الرياح.
أما في الليل، فتعكس الرياح لأن الهواء يبرد بسرعة أكبر فوق اليابسة مقارنة بفوق الماء.
بنفس الطريقة، تتكون الرياح الجوية التي تدور حول الأرض لأن اليابسة قرب خط الاستواء أدفأ من اليابسة قرب القطب الشمالي والقطب الجنوبي.
طاقة الرياح لتوليد الكهرباء
اليوم، يُستخدم الطاقة الرياحية بشكل رئيسي لتوليد الكهرباء. كانت مطاحن الرياح لضخ المياه تُستخدم في السابق في جميع أنحاء الولايات المتحدة، وما زالت بعضها يعمل في المزارع والمناطق الريفية،
لتوفير المياه للماشية. مصدر طاقة الرياح وكيفية تكونها؟ كانت تُسمى في السابق مطاحن الهواء،
لكن التكنولوجيا المستخدمة لاستغلال قوة الرياح تطورت بشكل كبير خلال العشر سنوات الماضية،
حيث زادت الولايات المتحدة سعة إنتاجها من الطاقة الرياحية بنسبة 30٪ سنويًا.
الآن تُسمى المحولات الرياحية بهذا الاسم، حيث تقوم بجمع وتحويل الطاقة الحركية التي ينتجها الرياح إلى كهرباء
للمساهمة في تغذية الشبكة الكهربائية.
في الواقع، تعد طاقة الرياح ناتجًا ثانويًا للشمس. تتداخل التسخين غير المتساوي للغلاف الجوي،
والأسطح غير المنتظمة للأرض (الجبال والوديان)، ودوران الكوكب حول الشمس لخلق الرياح.
نظرًا لأن الرياح متوفرة بكثرة، فإنها مصدر مستدام طالما أن أشعة الشمس تسخن الكوكب.
بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن طاقة الرياح هي صناعة نامية، فإنها تضيف فرص عمل للمجتمعات في جميع أنحاء البلاد.
حاليًا، هناك محطات طاقة رياح عملاقة في 41 ولاية أمريكية، وقد أنشأت أكثر من 100,000 وظيفة للأمريكيين.