الغيوم والهطول
الدرس الثاني
الغيوم والهطول
أنظر وأتساءل
عندما تمتلئ السماء بالغيوم الماطرة فوق مناطق واسعة فسوف يتبعها - بإذن الله - سقوط المطر. كيف تتكون الغيوم؟ وكيف تسقط على شكل أمطار؟
أستكشف
نشاط استقصائي
كيف تتكون قطرات المطر؟
أكون فرضية
ماذا يحدث لبخار الماء إذا لامس سطحًا باردًا؟ أكتب فرضيتي على النحو الآتي:
"إذا لامس بخار الماء سطحًا باردًا فإنه ............"
أختبر فرضيتي
الخطوات
- أصب كمية متساوية من الماء بواسطة الكأس البلاستيكي تكفي لتغطية قعر كل إناء، وأضع غطاءي الإناءين مقلوبين فوقهما.
- أستخدم المتغيرات. أضع ثلاث مكعبات جليد فوق غطاء الإناء الأول، ولا أضيف مكعبات جليد فوق غطاء الإناء الثاني.
- ألاحظ. أنتظر دقيقتين، وأنظر عن قرب إلى غطاءي الإناءين من داخل الوعاءين، وأسجل ملاحظاتي كل دقيقة مدة 10 دقائق.
- أرسم مخططًا. يوضح ما حدث للماء داخل كل وعاء، وأستخدم الأسهم والعبارات والتعليقات المناسبة لتوضيح كيف تتغير حالة الماء.
أستخلص النتائج
- لماذا تكونت قطرات الماء تحت الأغطية، ولم تتكون داخل الإناء؟
- أتوقع. لو شطب مصباحًا ضوئيًا على الإناءين قبل الخطوة 3، فكيف يتغير ذلك في نتائجي؟
أستكشف أكثر
ماذا يحدث لو استعملت الجليد في الخطوة 2 بدلًا من الماء؟ أكتب توقعي، وأعيد إجراء النشاط باستخدام الجليد بدل الماء.
أحتاج إلى
وعاءين بغطاءين
ماء
مكعبات جليد
كأس بلاستيكي
أقرأ وأتعلم
السؤال الأساسي
كيف تؤثر الكتل والجبهات الهوائية وبخار الماء في حالة الطقس؟
المفردات
الكتلة الهوائية
الجبهة الهوائية
خريطة الطقس
مهارة القراءة
الاستنتاج
إرشادات من نص
استنتاجات
كيف تتشكل الغيوم؟
أنظر أحيانًا إلى السماء، فلا أشاهد إلا زرقتها، وأحيانًا أخرى أشاهد غيومًا مختلفة، بعضها بيضاء خفيفة تشبه الريشة، وأخرى كبيرة داكنة اللون تشبه السجادة الرمادية المكونة من طبقات. كيف تشكلت هذه الغيوم؟
إن بخار الماء من الغازات التي تكون الغلاف الجوي. وعندما تحمل جزيئات بخار الماء إلى أعلى تفقد حرارتها، وتصبح باردة، وتقل حركة جزيئاتها وتتقارب، ثم تتكثف على دقائق الغبار. ولعلك شاهدت قطرات متكثفة على سطح زجاج الحمام عندما تستحم بماء ساخن، وقد تشاهدها على الأعشاب في الصباح الباكر. إن مصدر هذه القطرات هو بخار الماء الموجود في الهواء. وهي تشكل بالطريقة نفسها التي تتشكل بها الغيوم.
يعتمد شكل الغيوم على الارتفاع الذي تتشكل عنده في الغلاف الجوي؛ فالغيوم الريشية تتشكل عند أعلى ارتفاع، وتتشكل غالبًا من بلورات متجمدة تكون عند درجة حرارة صفر سلسيوس.
صور
الغيوم الركامية غيوم منفردة وسميكة.
الغيوم الريشية خفيفة ولها حواف غير محددة.
أما الغيوم التي تتشكل على ارتفاعات متوسطة أو منخفضة فتتكون من قطرات الماء. وقد تظهر هذه الغيوم بلون رمادي، أو داكن، ويحدث هذا عندما تكون قطرات الماء كثيفة جدًا بحيث لا تسمح بنفاذ أشعة الشمس خلالها. وهذه الغيوم نوعان:
الغيوم الركامية، وهي سميكة، تتشكل على ارتفاعات متوسطة. والغيوم الطبقية التي تتشكل على ارتفاعات منخفضة.
وعندما تكون درجة الحرارة بالقرب من سطح الأرض منخفضة، فإن بخار الماء يشكل الضباب، فالضباب غيوم تتشكل بالقرب من سطح الأرض.
نشاط
أنواع الغيوم
- ألاحظ. أنظر إلى الغيوم في السماء، كم نوعًا من الغيوم أستطيع أن أشاهد؟
- أصنف. ماذا تشبه الغيوم التي أشاهدها؟ هل تشبه الركامية أم الريشية أم الطبقية؟
- أسمي في ملاحظتي للغيوم أسبوعًا.
حالة الغيوم
اليوم الأول
اليوم الثاني
اليوم الثالث
اليوم الرابع
اليوم الخامس
اليوم السادس
اليوم السابع
ريشية
ركامية
طبقية
- أي أنواع الغيوم شاهدت على نحو متكرر؟
- أكتب تقريرًا عن أنواع الغيوم التي شاهدتها، وهل تختلف عما كانت مشاهداتي في وقت آخر من السنة؟ أوضح ذلك.
حقيقة
تتكون الغيوم التي أشاهدها من قطرات صغيرة من الماء أو الجليد.
أختبر نفسي
أستنتج. إذا لاحظت غيومًا رقيقة في السماء، فمن أي نوع هذه الغيوم؟
التفكير الناقد. كيف تساعدنا ملاحظة اتجاه حركة الغيوم على معرفة اتجاه حركة الرياح؟
صورة: تتكون الغيوم الطبقية على هيئة طبقات.
كيف يتشكل الهطول؟
لقد أفاض القرآن الكريم في وصف العوامل والأسباب التي تسهم في تكوين السحب، وهطول المطر، وذلك في قوله تعالى:
﴿أَلَمْ تَرَ أَنَّ اللَّهَ يُزْجِي سَحَابًا ثُمَّ يُؤَلِّفُ بَيْنَهُ ثُمَّ يَجْعَلُهُ رُكَامًا فَتَرَى الْوَدْقَ يَخْرُجُ مِنْ خِلَالِهِ وَيُنَزِّلُ مِنَ السَّمَاءِ مِنْ جِبَالٍ فِيهَا مِنْ بَرَدٍ فَيُصِيبُ بِهِ مَنْ يَشَاءُ وَيَصْرِفُهُ عَنْ مَنْ يَشَاءُ يَكَادُ سَنَا بَرْقِهِ يَذْهَبُ بِالْأَبْصَارِ﴾ النور: ٤٣
عندما تتجمع قطرات الماء في الغيمة تزداد سمك الغيمة، ويميل لونها إلى الرمادي، وتصبح القطرات أثقل من أن تبقى معلقة في الغلاف الجوي، فتسقط على الأرض في صورة هطول. وتختلف أنواع الهطول باختلاف درجة حرارة الهواء.
فعندما تكون درجة حرارة الهواء أكثر من درجة تجمد الماء، يتكون الهطول السائل "الأمطار".
في بعض الأحيان تكون درجة حرارة طبقة الهواء القريبة من سطح الأرض أقل من درجة تجمد الماء. وفي أثناء الهطول تعبر قطرات الماء هذه الطبقات، فتتجمد وتكون مطرًا متجمدًا.
أشكال الهطول
قطرات مطر
مطر متجمد
المفتاح
ثلج
ندف
برد
بلورات جليد
مطر متجمد
قطرات تتصادم
مطر
ماء متكثف
يتكون البرد غالبًا مرافقًا للعواصف الرعدية؛ حيث تتكون الغيمة من قطرات ماء مع كمية قليلة من بلورات الجليد. وعند الهطول تتجمد القطرات وتدفعها الرياح إلى أعلى، فتعيدها إلى الغيمة، فتتكثف المزيد من قطرات الماء عليها، ويزداد حجمها، وتتكرر العملية عدة مرات قبل أن تسقط إلى الأرض.
أما الثلج فيتكون عندما تكون درجة حرارة الهواء أقل من درجة تجمد الماء؛ حيث يتحول بخار الماء في الغيمة إلى بلورات جليد مباشرة.
تقاس كمية الهطول بوحدات لقياس الارتفاع، أي ارتفاع مياه الأمطار في وعاء عميق مدرج بالمليمترات. ويقاس سمك الثلوج بغرس مسطرة مترية في الثلج، إلى أن تصل سطح الأرض، فتقرأ العلامة التي يصلها الثلج على المسطرة.
أقرأ الشكل
ما أول خطوة في تشكل كل نوع من أنواع الهطول؟
إرشاد: أنظر إلى ما يحدث أولًا في الغيمة.
صور
ثلج
برد
مقياس المطر
أختبر نفسي
أستنتج. إذا كانت درجة حرارة الهواء أعلى من درجة تجمد الماء، فما نوع الهطول الذي يحدث؟
التفكير الناقد. كيف يختلف تشكل البرد عن تشكل الثلج؟
ما الكتل الهوائية؟ وما الجبهات الهوائية؟
يتأثر طقس أي منطقة بكتلة الهواء التي تمر فوقها؛ فالكتلة الهوائية منطقة واسعة من الهواء تمتاز بدرجة حرارة ورطوبة متشابهة في كل أجزائها، وقد تغطي مساحات واسعة تصل إلى آلاف الكيلومترات المربعة من اليابسة والمياه.
وتعتمد خصائص الكتلة الهوائية على مكان تكونها؛ فقد تكون دافئة أو باردة، وقد تكون جافة أو رطبة. فالكتلة الهوائية التي تتكون فوق منطقة مياه دافئة تكون دافئة ورطبة. أما التي تتكون فوق منطقة باردة من اليابسة فتكون درجة حرارتها منخفضة وجافة.
تسمى منطقة التقاء الكتل الهوائية المختلفة الجبهات الهوائية. فعند اقتراب الكتلة الهوائية الباردة من المناطق التي تكون فيها إلى مناطق دافئة، يعوض هواء الكثيفة تحت الهواء الساخن الجبهة فيرفعه إلى أعلى، فيبرد، ويتكثف بخار الماء ويشكل الغيوم، وربما تسقط الأمطار أو الثلوج، وتسمى الجبهة الباردة.
أما إذا اندفعت كتلة هوائية دافئة إلى منطقة أكثر برودة، تكون جبهة دافئة.
عندما تتشابه الكتل الهوائية في درجات الحرارة والرطوبة لا تتحرك هذه الكتل، وتتكون الجبهات الهوائية المستقرة، وهي حد يفصل بين كتلتين من الهواء لهما الصفات نفسها، بحيث لا تستطيع إحداهما أن تحل محل الأخرى.
يمكن توقع حالة الطقس بمعرفة أنواع الكتل والجبهات الهوائية، وسرعة الرياح واتجاهها.
الصور
تشكل جبهة دافئة
تشكل جبهة باردة
أختبر نفسي
أستنتج. ماذا يحدث عندما تتحرك كتلة هوائية باردة وجافة نحو منطقة فوقها كتلة هوائية دافئة ورطبة؟
التفكير الناقد. ما البيانات التي يلزم معرفتها لتقدير المدة الزمنية التي تستغرقها جبهة هوائية لعبور الجزيرة العربية؟
ما أنظمة الضغط الجوي؟
إن معرفة مواقع أنظمة الضغط المرتفع والضغط المنخفض يمكن أن تدل على حالة الطقس في منطقة ما. فالمنخفض الجوي كتلة من الهواء يكون الضغط في مركزها منخفضًا، أما المرتفع الجوي فهو كتلة من الهواء يكون الضغط في مركزها مرتفعًا.
ولأن الهواء الدافئ الرطب يمتاز بضغط منخفض فعادة ما يصاحبه طقس دافئ وعواصف. والرطوبة الجوية التي تصاحب الكتل الهوائية ذات الضغط المنخفض تنخفض درجة حرارتها عندما ترتفع إلى أعلى وتتكثف مكونة الغيوم والأمطار وأنواعًا مختلفة من الهطول.
ولأن الهواء البارد الجاف يمتاز بضغط مرتفع فعادة ما يصاحبه طقس جاف وصاف. وإذا كان هناك رطوبة فإنها تتبخر، ويخلو الجو من الغيوم.
يقوم علماء الأرصاد الجوية بوضع قيم الضغط لمناطق مختلفة في أماكنها على الخريطة لمعرفة أين يوجد المرتفع الجوي أو المنخفض الجوي في وقت ما، ثم يقومون بوصل القيم المتساوية للضغط بخطوط تسمى خطوط تساوي الضغط.
المنخفض الجوي
الهواء الدافئ الرطب
- يتحرك الهواء إلى الداخل في اتجاه مركز الضغط المنخفض من جميع الجهات.
- تتحرك الرياح مع عكس اتجاه عقارب الساعة.
المرتفع الجوي
الهواء البارد الجاف
- يتحرك الهواء إلى الخارج من مركز الضغط الجوي نحو جميع الجهات.
- تتحرك الرياح مع اتجاه عقارب الساعة.
أختبر نفسي
أستنتج. ما الذي يسبب حركة الرياح نحو دوران في اتجاهات مختلفة في مناطق الضغط المرتفع والمنخفض؟
التفكير الناقد. كيف يمكن الاستفادة من معرفة مواقع أنظمة الضغط المرتفع والضغط المنخفض لتوقع حالة الطقس؟
علام تدل خرائط الطقس؟
كيف نعرف أماكن تساقط الأمطار؟ تشير خريطة الطقس إلى حالة الطقس لمنطقة ما في وقت محدد. وتبين خرائط الطقس الضغط الجوي ومتغيرات أخرى مختلفة. يستعمل العلماء رمزًا لكل واحد من هذه المتغيرات. فالجبهات الهوائية الباردة مثلًا تظهر في صورة قوس تبرز منه مثلثات صغيرة باللون الأزرق، وهذه المثلثات تشير إلى اتجاه حركة الهواء البارد. وتظهر الجبهات الحارة في صورة قوس تبرز منه أنصاف دوائر باللون الأحمر تشير إلى اتجاه حركة الهواء الساخن.
علماء الأرصاد الجوية هم الذين يدرسون الغلاف الجوي للأرض والطقس؛ حيث يقومون بحساب المتغيرات التي قد تؤثر في الطقس، لتوقع حالة جو اليوم أو الأيام التالية.
يفسر العلماء المتغيرات بصورة ثابتة؛ لأن التغير في أحد هذه المتغيرات يغير حالة الطقس.
خريطة الطقس
المنخفض الجوي L
المرتفع الجوي H
الجبهات: باردة، دافئة
خطوط تساوي الضغط: 1008
أختبر نفسي
أستنتج. إذا تحرك نظام ضغط مرتفع نحو منطقتك، فماذا تتوقع أن تكون حالة الطقس في اليوم التالي؟
التفكير الناقد. ما المتغيرات التي تريد معرفتها قبل خروجك من المنزل؟ ولماذا؟
مراجعة الدرس
ملخص مصور
الغيوم والهطول يتشكلان بفعل وجود بخار الماء في الهواء.
تحرك الكتل الهوائية والجبهات الهوائية قد يتسبب في تكون مناطق واسعة.
يمكن أن تساعد معرفة أماكن أنظمة الضغط الجوي المرتفع والمنخفض على معرفة حالة الطقس.
أفكر، وأتحدث، وأكتب
- المفردات. تسمى الغيوم التي تتكون بالقرب من سطح الأرض ................
- أستنتج. ما نوع الغيمة التي تكون على شكل طبقات وتكثر على ارتفاعات منخفضة؟
جدول:
إرشادات النص | استنتاجات
- التفكير الناقد. إذا أردنا بناء محطة للرصد الجوي، فما الأدوات التي أحتاج إليها؟
- أختار الإجابة الصحيحة. أي المتغيرات التالية يقيسها علماء الأرصاد الجوية لتوقع حالة الطقس؟
أ. حركة المرور
ب. ضغط الهواء
ج. البارومتر
د. عدد السكان
- أختار الإجابة الصحيحة. أي مما يلي ليس شكلًا من أشكال الهطول الصلب؟
أ. المطر
ب. الثلج
ج. البرد
د. المطر المتجمد
- السؤال الأساسي. كيف تؤثر الكتل والجبهات الهوائية وبخار الماء في حالة الطقس؟
المطويات
أنظم أفكاري
أعمل مطوية ألخص فيها ما تعلمته عن الغيوم والهطول.
الغيوم والهطول
الكتل الهوائية والجبهات الهوائية
أنظمة الضغط الجوي
العلوم والرياضيات
توقع كمية الأمطار
أشار تقرير النشرة الجوية الذي أذيع الساعة السادسة صباحًا إلى أن معدل سقوط الأمطار ٣ سم مكعب في الساعة. ما كمية الأمطار التي يمكن أن تكون سقطت عند إذاعة التقرير التالي الساعة ٨ صباحًا؟
العلوم والفن
خريطة طقس محلية
أرسم خريطة طقس لمنطقتي من خلال توقعي لحالة الطقس ليوم غد، ثم أضع مقياسًا ورموزًا للخريطة.
جاري تحضير الدرس المعاد صياغته وبناء الأنماط
نحافظ على المعنى العلمي ونربط كل فقرة بنواتجها ومفاهيمها.
إعادة إنتاج الدرس حسب نمط التعلم
طلب واحد ينتج المسارات البصري والسمعي والحركي والقرائي معًا، بصياغة تراعي سياق المناهج السعودية.
اختر نمط التعلم
تُنتج الأنماط الأربعة دفعة واحدة، ثم تُستدعى الحزمة المحفوظة في الزيارات التالية.