يُغطي الثلج حوالي 23% من سطح الأرض، وهو الشكل الصلب للماء والذي يتشكل في الغلاف الجوي ويتعرض لتغيرات عديدة في رحلة سقوطهِ نحو الأرض، إذ يسقط إلى الأرض عند مستوى سطح البحر باتجاه قطبي عند خط عرض 35 درجة شمالًا و 35 درجة جنوبًا، بشكل عام عند خطوط العرض العالية. وعلى الرغم من ذلك، يمكن أن يتساقط الثلج عند خط الاستواء في المناطق الجبلية ذات الارتفاع 16.000 قدم.
والثلج هو أحد المراحل التي يمر بها الماء خلال دورة حياته. ليتشكل الثلج لابد من درجات حرارة منخفضة حتى يسمح بتشكلهِ، ويتراكم في المناطق التي يستمر فيها الشتاء لمدة طويلة مُشكلًا غطاءً جليديًا، يذوب لاحقًا مع اقتراب الربيع ليُصبح سائلًا ثمّ يتبخر مجددًا ليصعد إلى الأعلى وتتكرر دورة الحياة مرة أخرى.
يعمل الغطاء الثلجي على زيادة الانعكاس الشمسي ويتدخل في التوصيل الحراري من الأرض فيخلق جوًا باردًا، وبالتالي توصيل حراري منخفض وحماية النباتات الصغيرة من أقل درجات الحرارة التي يمكن أن يصل إليها الشتاء، وعندما يذوب الثلج في الربيع فإنهُ يوفر مصدرًا مائيًا سطحيًا للأنهار وللمؤسسات البشرية لتُستعمل في الري. وعلى الجانب الآخر، فإنّ تأخر الذوبان في الربيع يؤخر من ازدهار النباتات.
ولتساقط الثلوج وجهان، فهو يُعطّل المواصلات في المناطق ذات المناخ المعتدل، ولكنه يوفر سطح سفر ثابت يسمح بتنقل المزلاج والعربات في المناطق القطبية.
حتى يتشكل الثلج يجب أولًا أن تنخفض درجات الحرارة لما تحت 2 درجة مئوية، ثمّ تتصادم البلورات الثلجية لتشكيل رقائق الثلج التي تتساقط إلى الأرض. وعلى الرغم من خفتها قد تعتقد أنّ وزنها غير كافٍ حتى تنجذب بالجاذبية الأرضية، لكن حقيقةً، لرقائق الثلج وزنٌ كافٍ حتى تسقط تحت تأثير الجاذبية الارضية باتجاه الأرض.
تكون رقائق الثلج سداسية الشكل أو بأشكال أخرى مُعقدة، وتعتمد في تشكلها على درجات الحرارة وبخار الماء الموجود أثناء نموها، ففي درجات الحرارة الأعلى من -40 درجة مئوية تتشكل البلورات الثلجية حول ذرات الغبار والمواد الكيميائية الناعمة التي تطفو في الهواء، أما في درجات الحرارة الأخفض، تتشكل البلورات فورًا من بخار الماء، وإذا كانت رطوبة الهواء مرتفعة فإنّ البلورة الثلجية تميل للنمو بشكل سريع وتشكيل فروع وتتجمع مع بعضها لتشكل رقائق ثلجية، وفي الهواء الأقل رطوبة أو الجاف لكن بارد، تبقى البلورات صغيرة.
للثلج نوعان، رطب وجاف، ولا يُستخدم هذان المصطلحان للتعبير عن الثلج أكثر من استخدامهِ للتعبير عن خصائص الثلج والظروف المحيطة به.
الثلج الجاف: في الحالة التي تسقط فيها رقائق الثلج بعد تشكلها في الغلاف الجوي، وسقوطها في الهواء الجاف، فتجف الأجزاء الخارجية منها ويصبح الالتصاق ضعيفًا بين الرقائق، والثلج الناتج أقل تماسكًا وأكثر خفةً بحيث يمكن للرياح أن تنفخهُ بعيدًا، في هذه الحالة يُسمى الثلج بالـ”جاف”، يُستخدم هذا النوع من الثلج في ألعاب الأولمبياد الثلجية.
الثلج الرطب: تذوب الأجزاء الخارجية من رقائق الثلج المُتساقط في درجات حرارة أعلى قليلًا من 0 درجة مئوية؛ مما يجعل التماسك بين الرقائق أقوى لأن الروابط بين جزيئات الماء تكون أقوى فيكون الثلج المتشكل أكثر تماسكًا، هذا النوع من الثلج يُسمى بالـ”رطب” وهو النوع الذي يُستخدم لصنع رجل الثلج.
تقول السيدة فيروز في مطلع إحدى أغنياتها: (تلج تلج عم بتشتي الدنيا تلج) في وصفها لجمال الطبيعة بعد أن اكتست بالبياض بسبب الثلج. ويُعتبر الثلج من أجمل الظواهر الطبيعية المُحببة لقلوب الملايين من البشر، ورمزًا مُقترنًا بموسم الأعياد والميلاد عند الكثير من سُكان المعمورة. فما هو الثلج؟ وكيف يتشكل؟ ولماذا يهطل في مناطق بشكلٍ غزير ويُعتبر ظاهرةً نادرةً في مناطق أخرى؟
يهطل الثلج عندما يتكثف بخار الماء في الغلاف الجوي مباشرةً إلى جليدٍ دون المرور بالحالة السائلة، ينشأ في السحب عندما تكون درجات الحرارة أقل من نقطة التجمد. بمجرد تكوين بلورةٍ جليديةٍ، تقوم بامتصاص وتجميد بخار الماء الإضافي من الهواء المحيط، وتتحول إلى بلورة ثلجية أو حُبيبة ثلجية، تسقط بعد ذلك على الأرض عندما يكبر حجمها وتصل إلى حدٍ معين لا يستطيع معه الهواء الاستمرار بحملها.
تتساقط البلورات الجليدية بعدة أشكالٍ:
- رقاقات الثلج: عبارةٌ عن جزيئاتٍ جليديةٍ غير شفافةٍ في الغلاف الجويّ، تتشكل عندما تسقط بلورات الجليد من خلال قطرات السحب ذات درجات الحرارة المنخفضة جدًا، والتي تكون أقلّ من درجة التجمد ولكنها تظلّ سائلةً، ثم تتجمّد قطرات الماء في السحابة وتندمج مع البلورات مُشكلةً كتلةً طريّةً ومتفتّتةً، عادة ما يكون قطر كرات الثلج الصغيرة هذه أصغر من 0.76 سم.
- البَرَد: لا يُعتبر ثلجًا، يميل البَرَد إلى أن يكون أكبر من البلورات الجليدية المُشكلة للثلجٍ، وعادةً ما يتشكّل أثناء العواصف الرعدية، التي تحدث غالبًا في الربيع أو الخريف أكثر من الشتاء. تتشكّل أحجار البَرَد عندما يتحرك الهواء للأعلى في عاصفةٍ رعديّةٍ، ترفع التيارات الهوائية الرقاقات الثلجية معها نحو الأعلى مانعةً إياها من الهبوط، وأثناء ارتفاعها تضرب بقطراتٍ من الماء فائق البرودة وتتجمد فيها، مما يُسبب نمو البلورات بشكلٍ كبيرٍ. عندما تُصبح كرات الجليد ثقيلةً جدًا، فإنها تسقط كحبات بَرَد.
يتشكل الثلج عندما تكون درجات الحرارة منخفضة مع تواجد الرطوبة في الغلاف الجوي على شكل بلوراتٍ جليديةٍ صغيرةٍ، حيث تلتصق بلورات الجليد الصغيرة في السحب معًا لتصبح رُقاقاتٍ ثلجيّةٍ، وعند التصاق عددٍ كافٍ من البلورات ببعضها، تُصبح ثقيلةً بدرجةٍ كافيةٍ لتسقط على الأرض.
قد يخطر على بالك عزيزي سؤالٌ مهمٌ حول شروط الطقس التي تسبب تساقط الثلج وسأجيبك عليه بالتالي: يتساقط المطر على شكل ثلجٍ عندما تكون درجة حرارة الهواء في السحب المُحملة بالرطوبة أقلّ من 2 درجة مئوية. يبدأ الثلج المتساقط في الذوبان بمجرد ارتفاع درجة الحرارة فوق درجة التجمد، ولكن مع بدء عملية الذوبان، يُبرّد الهواء حول ندفة الثلج. بالتالي فإن الشرط اللازم لسقوط الثلج هو انخفاض درجات الحرارة في وسط الغيوم والطبقات التي تقع تحته.
للثلج نوعان بحسب حجم الندف الثلجية المُتساقطة وذلك تبعٍ لدرجة الحرارة في الجو ويُقسم إلى الثلج الرطب والثلج الجاف. فعندما تتساقط رقاقات الثلج في جوٍ باردٍ جدًا ستكون رقاقات ثلجية صغيرة لا تلتصق ببعضها البعض، هذا الثلج “الجاف” مثالي للرياضات الثلجية ولكن من المرجح أن ينجرف في الطقس العاصف، أما عندما تكون درجة الحرارة أكثر دفئًا قليلاً من الصفر المئوية، تذوب رقاقات الثلج حول الحواف وتلتصق ببعضها البعض لتُصبح رقائق كبيرةً وثقيلةً، يؤدي هذا إلى تكوين ثلج “مبلل” يلتصق ببعضه البعض بسهولةٍ.
