ما المقصود بالكتل الهوائية؟

تُعرف الكتلة الهوائية على أنها: جسمٌ كبيرٌ من الهواء بدرجة حرارةٍ ورطوبةٍ متجانسةٍ بشكلٍ عام. تستمدّ الكتلة الهوائية خصائصها من المنطقة التي تنشأ منها، وكلما طالت مدّة بقاء الكتلة الهوائية فوق منطقة مصدرها، زادت احتمالية حصولها على خصائص المنطقة من ناحية درجة الحرارة والرطوبة.

تُقسم الكتل ​​الهوائية إلى قسمين رئيسيين بالاعتماد على محتوى الكتلة من الرطوبة:

1.  الكتل الهوائية القارية، ويرمز لها بالحرف (c)، تنشأ عبر القارات وبالتالي هي كتل هواءٍ جافٍّ
2. الكتل الهوائية البحرية، يرمز لها بالحرف (m)، تنشأ فوق المحيطات وبالتالي فهي كتل هواءٍ رطبٍ.

وتقسّم الكتل الهوائية بناءً على درجة الحرارة للسطح الذي تنشأ فيه إلى عدّة أقسام فرعية.

1. الكتل الهوائية في القطب، تُرمّز بالحرف (A)، شديدة البرودة لأنها تنشأ فوق مناطق القطب الشمالي أو القطب الجنوبي.
2. الكتل الهوائية القطبية، تُرمّز بالحرف (P)، ليست باردة مثل الكتل الهوائية في القطب لأنها تنشأ على خطوط العرض البعيدة عن خط الاستواء لكل من البر والبحر.
3. الكتل الهوائية الاستوائية، تُرمّز بالحرف (T)، دافئة ويمكن أن تكون ساخنةً، لأنها تنشأ من خطوط العرض القريبة من خطّ الاستواء لكل من البر والبحر.

يُدمج كلا التصنيفين معًا عند توصيف الكتل الهوائية، على سبيل المثال، الكتلة هوائية “في القطب القارية” تّرمّز(cA)، وتنشأ فوق القطبين وبالتالي تكون باردةً جدًا وجافةً. كتلة هوائية قطبية قارية (cP) لا تكون باردةً مثل كتلة الهواء في القطب الشمالي ولكنها أيضًا جافةٌ جدًا. الكتلة القطبية البحرية (mP) باردة أيضًا ولكنها رطبة بسبب نشأتها فوق المحيطات. الكتل الهوائية الاستوائية القارية رمزها (Ct) تكون جافة وحارة، وهكذا دواليك.

عندما تتحرك هذه الكتل الهوائية حول الأرض، يمكن أن تبدأ في اكتساب سمات إضافية. على سبيل المثال، في فصل الشتاء، يمكن أن تتحرك كتلة هوائية قطبية (هواء بارد وجاف) فوق المحيط، حيث تلتقط بعضًا من الرطوبة من المحيط الأكثر دفئًا، وتصبح كتلة هوائية بحرية قطبية (mP) لا تزال باردة إلى حد ما ولكن تحتوي على رطوبة. أيضًا إذا تحركت نفس الكتلة الهوائية القطبية جنوبًا من كندا إلى جنوب الولايات المتحدة، فستلتقط جزءًا من دفء الأرض، ولكن نظرًا لنقص الرطوبة تظل جافة جدًا. لتتحول بشكل نسبي إلى كتلة الهواء القارية (cP).

حدود الكتلة الهوائية:

تعتمد حركة كتلة الهواء عادةً على تدفق تيارات الهواء في الغلاف الجوي العلوي، ونظرًا لأن التيار يغير شدته وموقعه، فإنه يؤثر على حركة كتل الهواء. عندما تتلاقى الكتل الهوائية، فإنها تشكل حدودًا تسمى “الجبهات”.

يتم تحديد الجبهات عن طريق تغيير درجة الحرارة بناءً على حركتها. كالجبهة الباردة، عندما تحل كتلة هواء أكثر برودةً محل كتلة هواء أكثر دفئًا. الجبهة الدافئة هي التأثير المعاكس في الهواء الدافئ الذي يحل محل الهواء البارد. هناك أيضًا جبهة ثابتة، والتي كما يوحي الاسم، تعني أن الحد بين كتلتي الهواء لا يتحرك.

تؤثر حركة الكتل الهوائية أيضًا نسبيًا على مكان حدوث هطول الأمطار. هواء الكتل الهوائية الباردة أكثر كثافة من الكتل الهوائية الدافئة. لذلك، مع تحرك هذه الكتل الهوائية الباردة، فإن الهواء الكثيف يحطم الكتل الهوائية الأكثر دفئًا مما يجبر الهواء الدافئ على الارتفاع مما يؤدي إلى ارتفاعه في الغلاف الجوي، حيث تنخفض حرارته مجددً ليتكثف بخار الماء الموجود فيه على شكل غيوم.

الكتلة الهوائية هي كتلة كبيرة من الهواء لها خصائص متماثلة من حرارة ورطوبة عند أي ارتفاع معين في أي اتجاه أفقي، ويمكن أن تغطي مئات الآلاف من الأميال المربعة في أي اتجاه، وأحياناً يمكن أن تمتد من مستوى سطح الأرض إلى قمة طبقة الستراتوسفير ( 10_18 كيلومتر) في الغلاف الجوي.

تتشكل الكتل الهوائية على الأسطح الكبيرة (سطح المصدر) ذات درجات الحرارة والرطوبة المنتظمة عند ركود الهواء عليها لفترات طويلة، إذ تكتسب تلك الكتل من سطح المصدر الموجودة عليه الحرارة والرطوبة، وعندما تُحركها الرياح فإنها تنقل حالتها الجوية (حرارة أو برودة، جافة أو رطبة) من منطقة المصدر إلى المنطقة الجديدة، وعندما تصل الكتلة الهوائية إلى المنطقة الجديدة يمكن أن تتعارض مع كتلة هوائية أخرى لها درجة حرارة ورطوبة مختلفة، وهذا يمكن أن يخلق عاصفة شديدة.

يمكن تصنيف الكتل الهوائية تبعاً لمناطق تشكلها إلى أربع أنواع هي:

• الكتل الهوائية القطبية: تتشكل هذه الكتل بين خط عرض 60 والقطبين الشمالي أو الجنوبي، تعد سيبيريا وشمال كندا من أكثر المصادر المنتجة لهذه الكتل الباردة والجافة، فعلى الرغم أنها تتشكل فوق الماء إلا أنها جافة، ويستخدم علماء الأرصاد حرف P كبير للإشارة إلى هذه الكتل.
• الكتل الهوائية الاستوائية: تتكون هذه الكتل الهوائية بين 0 و 25 درجة شمال وجنوب خط الإستواء، هذا يعني أن درجة حرارتها ستكون إما دافئة أو ساخنة، ويُشار إليها بالحرف T، والمناطق المصدرة هذه الكتل خليج المكسيك وجنوب غرب الولايات المتحدة وشمال المكسيك، وعندما تتحرك هذه الكتل الهوائية الاستوائية فوق الأرض يمكن أن تبرد بسرعة مما يؤدي إلى هطول العواصف والأمطار.
• الكتل الهوائية القارية: تتشكل هذه الكتل الهوائية بين خطي عرض 25 و 60 درجة شمال خط الإستواء أو جنوبه، يتضح من تسميتها أنها تتشكل على مساحات كبيرة من اليابسة لذا فهي جافة، ونظراً لأن علماء الأرصاد يعتبرون هذا التصنيف ثانوي فأشاروا إلى هذه الكتل بالحرف c، ولا تصنف الكتل التي تتشكل فوق المناطق الجبلية ضمن هذا النوع.
•  الكتل الهوائية البحرية: تتشكل هذه الكتل الهوائية فوق البحار والمحيطات فتكون ذو رطوبة عالية، وتمتد على نفس امتداد الكتل الهوائية القارية أي بين خطي عرض 25 و 60 درجة مئوية، وتعتبر أيضاً فئة ثانوية ويتم اختصارها بالحرف m.

بشكل عام تميل الكتل الهوائية الباردة إلى التدفق نحو خط الإستواء، وتميل كتل الهواء الدافئ إلى التدفق نحو القطبين، هذا يجلب الدفء إلى المناطق الباردة والبرودة إلى المناطق الدافئة، وهذه إحدى العمليات التي تعمل على تعديل درجات الحرارة على الأرض.

تعتمد حركة كتلة الهواء عادة على تدفق الهواء في الغلاف الجوي العلوي، عندما يغير التيار النفاث شدته وموضعه فإنه يؤثر على حركة وقوة الكتل الهوائية، وعندما تتقارب الكتل الهوائية فإنها تشكل حدوداً تسمى الجبهات، يتم تحديدها من خلال تغير درجة الحرارة بناء على حركتها.