برد

Hail -

البَرَد

محمد عبيدو

تكوّن البَرَد

أضرار البَرَد

البَرَد hail في اللغة العربية حبُّ الغمام، وُيقال بَرَدتِ الأَرض، وبَرَد القوم: أَصابهم البَرَد، وأَرض مبرودة. ويقال سحاب بَرَد وأبَرَد أي صار ذا بَرَد، وسحابة بَرَدةٌ أيضاً. والبَرَد حبوب ثلجية تسقط على الأرض تنزل من ماء الغيوم المتجمدة في حالة انخفاض درجة حرارتها تحت الصفر المئوي. وهو حبُ المطر المتساقط جامداً.

البَرَد شكل من أشكال الهطل الصلب يسميه العامة في بلاد الشام «حبُّ العزيز» وفي بلاد الرافدين «الحالوب»، وهو كرات أو كتل غير منتظمة الشكل قطرها بين 5-200 مم، وتتكوَّن في معظمها من تجمد قطيرات الماء في أعالي الجو على شكل طبقات جليدية شفافة ثخن كل منها نحو 1 مم، ويمكن أن يصل وزن حبة البَرَد إلى 500غ (الشكل 1). يترافق سقوط البَرَد والعواصف الرعدية القوية thunderstorms التي تتكون فيها جيوب أو خلايا نشطة الفعالية supercells. وتعرف العاصفة الرعدية التي ينتج منها البَرَد بعاصفة البَرَد hailstorm.

الشكل (1) حبة بَرَد كبيرة الحجم.

يُعدّ تشكل البَرَد في القطبين أمراً نادر الحدوث بسبب انعدام تيارات الحمل الصاعدة، ولا يشاهد في المناطق الاستوائية بسبب ارتفاع درجة الحرارة التي تصهر كرات الجليد المتشكلة في أعالي السماء قبل وصولها سطح الأرض على شكل قطرات مطر. ويكثر البَرَد في مناطق الجبال بسبب اعتراضها الرياحِ الرطبة، فتجبرُها على الصعودِ إلى الأعلى (الحمل أو الإزاحة)؛ مما ينشِّط التيارات الهوائية الصاعدة داخل العواصف الرعدية، ويجعل حدوث البَرَد أكثر احتمالاً.

يحدث البَرَد في معظم أنحاء العالم، إلا أنه يكثر في المنطقة الوسطى من الولايات المتحدة الأمريكية في ولايات كولورادو Colorado ونبراسكا Nebraska ووايومنغ Wyoming، ويعرف هذا الامتداد بحزام البَرَد. ويحدث في هذه المنطقة بين شهري آذار/مارس وتشرين الأول/أكتوبر خلال ساعات بعد الظهر والمساء، ويكثر في الفترة من أيار/مايو حتى أيلول/سبتمبر. وتعد مدينة شايان في ولاية وايومنغ واحدة من أكثر المناطق التي يحدث فيها البَرَد في أمريكا الشمالية إذ تتعرض المدينة لـ 9-10 عواصف بَرَد في الموسم الواحد. وقد سُجِّل أكبر قطر لحبة بَرَد في الولايات المتحدة الأمريكية وكانت 20 سم، وبلغ وزنها 0.88 كغ في فيفيان Vivian بولاية داكوتا الجنوبية South Dakota في 23 تموز/يوليو 2010.

يسقط البَرَد في بعض مناطق البحر المتوسط على مدار العام تقريباً بسبب الجبهات الهوائية وعوامل الطبوغرافيا حيث الجبال شاهقة الارتفاع؛ فعلى سبيل المثال يتأتى ما لا يقل عن 65 % من البَرَد من الجبهات الهوائية في جنوبي فرنسا. وقد سُجل أكبر عدد لأيام البَرَد في فصول الشتاء والربيع والصيف على التوالي في اليونان. وفي 16 آب/أغسطس 2003 تعرضت بلدة ألكانِز Alcaniz الإسبانية لعاصفة رعدية دامت نحو 3 ساعات؛ سجلت خلالها مقاييس المطر هطْلاً قدره 115 مم، وسقط بَرَد في أثنائها لمدة تزيد قليلاً على نصف ساعة، ووصل بعض أقطار حبات البَرَد إلى 12 سم. كما تتعرض بعض بلدان الشرق الأوسط وشمالي إفريقيا لعواصف رعدية يتوَّلد منها بَرَد.

تكوّن البَرَد:

ينتج البَرَد أساساً من غيوم المزن الركامي (Cb) Cumulonimbus، وهي سُحب ركاميةِ شديدة الكثافة والضخامة ذات امتداد رأسي كبير يمكن أن يصل امتدادها إلى الحدود العليا لطبقة التروبوسفير troposphere، وغالباً ما يكون جزؤها العلوّي متفلطحاً بشكل سندان، ويكون تهاطلها على شكل زخات شديدة من المطر و/أو الثلج و/أو البَرَد، ويندر أن يهطل البَرَد من سِواها. يتشكل البَرَد في الأجزاء الوسطى من هذه الغيوم؛ إذ تكون تياراتُ الحمل نشطةً جداً، وذات سرعات عالية تصل حتى 180 كم/سا، تستطع أن تحمل معها قطيرات الماء إلى ارتفاعاتٍ كبيرة تصلُ عندها درجةُ الحرارةِ إلى ما دون 30- °س؛ فتتحول قطراتُ المـاءِ إلى بلورات تتراكم حولهــا طبقات متناوبة من الجليدِ لتكوِّن حبةُ البَرَد (الشكل 2). ويشكل تيار الحمل مع القطرات ما يسمى خلية رعدية قد تكون وحيدة أو متعددة: single-cell or multi cell thunder storm تشمل عملية تشكل البَرَد مرحلتين؛ تبدأ الأولى بحمل قطيرات الماء (0.02 مم) شديدة البرودة super cooled من أسفل الخلية الرعدية إلى أعلاها بالتيارات الهوائية الصاعدة updrafts حيث تراوح درجة الحرارة بين 0 إلى-15 ° س وقد تصل إلى -40 ° س وذلك على ارتفاع 3-4 كم لتتجمد مشكلة نويات تتراكم عليها قطيرات الماء الأخرى، وتعود لتسقط من الأعلى مصطدمة مع غيرها من قطيرات الماء المتجمدة ذات الأحجام المختلفة (1-5 مم).

الشكل (2) تشكل البَرَد في أعالي غيوم المزن الركامي.

عندما تتصادم بلورات الجليد مع قطيرات الماء تتجمد الأخيرة على سطحها، وتعرف هذه العملية بالتعاظم (التراكم) accretion. وتُعرف البلورات التي تجمدت عليها قطيرات الماء بالجليد الصريد rimed ice. تُدعى الحبات التي يكون قطرها أكبر من 5 مم بحبات البَرَد hailstones وتكون ثقيلة بما يكفي لتسقط من الغيوم. وعندما تتراكم قطيرات الماء مع البلورات يتشكل الغروبل Graupel أو البَرَد الطري soft hail أو snow pellets. ولا يعد الغروبل بَرَداً بل حالة وسطى من البَرَد والمطر. يمكن تمييز الغروبل من البَرَد بالقوة والشكل وبظروف الهطل؛ إذ يتكوَّن البَرَد في طبقات متجانسة ويسقط في أثناء العواصف الرعدية؛ في حين يتشكل الغروبل هشاً وبأشكال مستطيلة فهو ندف ثلج مغطاة بطبقة من الجليد.

يتطلب تشكيل حبات البَرَد الصغيرة تياراً هوائياً سرعته الوسطى 45 كم/سا، أما حبات البَرَد المتوسطة فتتطلب تياراً بسرعة نحو 88كم/سا؛ في حين تتطلب الكبيرة منها تياراً سرعته 160 كم/سا تقريباً. يستغرق تشكل حبات البَرَد 5-10 دقائق، ويلزم مئات الملايين من قطيرات الماء التي تتجمع لتشكيل حبَّة بَرَد واحدة. يتشكل البَرَد الطري عندما تكبر حبات البَرَد باتحادها مع القطيرات فائقة البرودة بمعدل كبير جداً؛ إذ تتحرر طاقة حرارية كامنة ترفع درجة حرارة الطبقة الخارجية لحبة البَرَد إلى درجة الصفر المئوي كافية لإبقاء الماء سائلاً بحيث تذوب بعض من هذه المياه وتتحد مع نويات أخرى ليتساقط باقي الحب على شكل بَرَد إسفنجي القوام spongy hail يدعى بالبَرَد الناعم أو البَرَد الأبيض وهو مستدير أو مخروطي الشكل، بقطر يراوح بين 2 إلى 5 مم (الشكل 3).

الشكل (3) البَرَد الإسفنجي القوام

يكون سقوط البَرَد الصلب hard hail أكثر احتمالاً في الربيع والصيف؛ حيث تتواجد كميات كبيرة من قطيرات الماء فائقة البرودة؛ ما يشكل نويات كبيرة متجمدة. في حين يتواجد في فصل الشتاء كميات أقل من قطيرات الماء الصغيرة فائقة البرودة، وبالتالي يكون احتمال حدوث حبات بَرَد كبيرة أقل، والأرجح أن يكون الهطل بَرَداً إسفنجي القوام. وقد تحوي حبات البَرَد في داخلها بعض الغبار والأتربة العالقة أو الحشرات الصغيرة التي ساقها التيار الهوائي في الجو بين الغيوم؛ فتعمل هذه الجسيمات بمنزلة نواة جليدية تتجمد حولها قطيرات الماء شديدة البرودة.

تبدو حبة البَرَد على شكل طبقات متناوبة من الجليد معتمة حيناً وشفافة حيناً آخر (الشكل 4)، ويعود السبب أساساً إلى الفرق بين سرعة تجمد الماء وتكثفه حول النواة. تمثِّل الطبقات المعتمة جليد بخار ماء يحتوي على نسب غير ضئيلة من فقاعات الهواء الصغيرة المنحبسة بسبب سرعة التجمد؛ في حين تكون الطبقات الشفافة خالية من الفقاعات، ويحصل ذلك في البَرَد المتشكل رطباً growing wet؛ إذ تكون عملية التجلد (الجاف) dry mode بطيئة ما يسمح بطرد فقاعات الهواء.

الشكل (4) حجم حبة البرد وتناوب طبقات الجليد فيها.

ينهمر البَرَد في سرعات عالية تتناسب وحجم الحبة والظروف التي تتعرض لها الحبات في أثناء سقوطها من ذوبان، واحتكاك مع الهواء والرياح، وتفاعلها مع قطرات المطر وحبات البَرَد الأخرى. ويستمر هطل البَرَد عادةً بضع دقائق، وقد يمتد إلى نصف ساعة، ويشكل على الأرض أحياناً طبقة ثخنها عدة سنتيمترات. ويرمز إلى البَرَد على خرائط الطقس بمثلث أسود اللون .

أضرار البَرَد:

يعد البَرَد واحداً من الكوارث الطبيعية المرتبطة بالطقس العاصف. وقد تكون سبباً في الوفيات وتخريب الممتلكات. وعلى سبيل المثال، تسبّب البَرَد في الهند بوفاة 246 شخصاً ونفوق 1600 من الحيوانات الأليفة في 30 نيسان/أبريل عام 1888، كما تسببت عواصف البَرَد بأضرار فاقت قيمتها عن 1.1 مليار دولار أمريكي في مدينة دالاس Dallas الأمريكية عام 1995، وتكرر الأمر نفسه عام 1990 في مدينة دنفرDenver؛ حيث فاقت الأضرار 600 مليون دولار أمريكي.

يتسبَّب البَرَد بأضرار كبيرة على السيارات والطائرات والواجهات والأسقف الزجاجية. وغالباً ما تكون الأضرار غير واضحة للعيان في قطاعات كالمباني والمنشآت؛ إلا أنه يمكن ملاحظتها بوجود مناطق تسرب أو شقوق أو تشوهات في الأسطح المعدنية على شكل تنقر في المعدن والخشب وتلف في الطلاء.

يبين الجدول (1) مقياساً لشدة عواصف البَرَد بحسب منظمة بحوث الزوابع والعواصف Tornado and Storm Research Organisation.

الجدول (1) مقياس شدة عواصف البَرَد.

مقياس شدة عواصف البَرَد بحسب منظمة بحوث الزوابع والعواصف الرمز الفئة القطر النموذجي (مم) الطاقة الحركية المحتملة J-m2 التأثيرات النموذجية للأضرار H0 بَرَد صلب 5 0-20 لا أضرار H1 محتمل 5-15 >20 ضرر عام طفيف على النباتات والمحاصيل H2 كبير 10-20 >100 ضرر كبير في الفاكهة والمحاصيل والنباتات H3 شديد 20-30 >300 أضرار جسيمة في الفاكهة والمحاصيل، أضرار في الهياكل الزجاجية والبلاستيكية، والطلاء والخشب H4 شديد 25-40 >500 أضرار واسعة النطاق في الزجاج وفي هياكل السيارات H5 مدمر 30-50 >800 تدمير واسع النطاق في الزجاج وأضرار في الأسقف الملبسة وارتفاع مخاطر وقوع الإصابات H6 مدمر 40-60   تنقر في هياكل الطائرات الرابضة وجدران الطوب H7 مدمر 50-75   أضرار شديدة في الأسقف، ومخاطر وقوع إصابات خطرة H8 عواصف بَرَد فائقة 60-90   أضرار جسيمة في هياكل الطائرات H9 عواصف بَرَد فائقة 75-100   أضرار واسعة النطاق في الإنشاءات. مخاطر وقوع إصابات جسيمة أو مميتة للأشخاص في العراء H10 عواصف بَرَد فائقة >100   أضرار واسعة النطاق في الإنشاءات. مخاطر وقوع إصابات جسيمة أو مميتة للأشخاص في العراء

تُسبِّب العواصف الرعدية المصحوبة بحبات بَرَد كبيرة خسائر في قطاع الزراعة على المستوى العالمي تقدر بنحو 200 مليون دولار أمريكي في السنة، وتُعد المحاصيل الزراعية وخاصة القمح والذرة وفول الصويا والتبغ الأكثر تضرراً بالبرد. وتقدر الأضرار السنوية التي يلحقها البَرَد بالمحاصيل الزراعية في الولايات المتحدة الأمريكية بنحو 1-1.5 مليار دولار. وفي جنوبي فرنسا تسبَّب البَرَد بأضرار لنحو 6000 هكتار من كروم العنب عام 2012. وتقدَّر التعويضات التي تدفع في قبرص نتيجة لأضرار البَرَد بـ 28 % من مجموع تعويضات خسائر القطاع الزراعي، وتُعد كروم العنب وأشجار الفاكهة متساقطة الأوراق الأكثر عرضة للبَرَد في الجزيرة. ويسبِّب البَرَد أضراراً كبيرة في الممتلكات وبساتين الفاكهة والزراعات المحمية في كثير من البلاد العربية. فقد تأثرت مدينة الرياض في المملكة العربية السعودية في موسم الأمطار لعام 1995/1996 بظاهرة سقوط بَرَد كبير الحجم كان ذا آثار واضحة في الممتلكات والسيارات. كما يلحق البَرَد أضراراً سنوية في الإنتاج الزراعي في سورية ولبنان والأردن.

يمكن الكشف عن العواصف الرعدية الموَّلِدة للبَرَد باستخدام الأقمار الصنعية الخاصة بالطقس والأحوال الجوية وبالتصوير الراداري. وتصدر هيئات الأرصاد الجوية تحذيرات لسقوط البَرَد. ففي الولايات المتحدة الأمريكية وكندا يُعد البَرَد ضاراً إن كانت حبيباته بقطر 2.5 سم و2 سم على التوالي، ويعد هذان القطران عتبة لحدوث الأضرار. وتعتمد مكافحة البَرَد على إدخال مواد كيميائية كيود الفضة في الجزء الأبَرَد من الخلية الرعدية بوساطة صواريخ تساعد على تجمد القطرات وزيادة عدد نوى التَبلُّر، وبالتالي تصغير حجم حبة البَرَد، فتذوب قبل وصولها إلى سطح الأرض. وقد لوحظ انخفاض بنسبة 48 % في الطاقة الحركية لحبات البَرَد عندما يتم بذر النويات بالتوقيت المناسب والكمية المناسبة. وتُستعمل في الولايات المتحدة الأمريكية مدافع ترسل موجات صوتية في الهواء تحد من تشكل البَرَد.

يُعتقد أن أضرار العواصف المسبِّبة للبَرَد قد تزيد في المستقبل بسبب الاحترار العالمي. وتشير بعض التقديرات إلى أنه بحلول عام 2050 يتوقع ازدياد كبير في أضرار البَرَد في المستقبل بنسبة تراوح بين 25- 50 % للزراعات غير المحمية و 200 % للزراعات المحمية في هولندا. تبين الأشكال (5، 6، 7، 8) أضرار البرد الملاحظة في مناطق مختلفة من العالم.

الشكل(5) أضرار البَرَد في السيارات.

الشكل(6) أضرار البَرَد في الطائرات.

الشكل(7) أضرار البَرَد في محصول الذرة.

الشكل(8) أضرار البَرَد في عناقيد العنب.

مراجع للاستزادة: - علي حسن موسى، المناخ والأرصاد الجوية، جامعة دمشق، 1987. - W. J. W. Botzen, L. M. Bouwer & J. C. J. M. van den Bergh, Climate Change and Hailstorm Damage: Empirical Evidence and Implications for Agriculture and Insurance, Resource and Energy Economics, 32, 2011. - J.R. Eagleman, Severe and Unusual Weather, Lenexa: Trimedia Pub. Co., 1990. - J. D. C. Webb, D. M. Elsom & G. T. Meaden, The TORRO Hailstorm Intensity Scale. Journal of Meteorology, 11, 1986. - Tornado and Storm Research Organisation, TORRO Hail Scale, http://www.torro.org.uk/site/hscale.php [accessed 26 June, 2012].

---

- التصنيف : علوم البيئة والتنوع الحيوي - النوع : علوم البيئة والتنوع الحيوي - المجلد : المجلد الرابع مشاركة :