بؤر خفية في السماء.. اكتشاف يفكك شيفرة "ولادة" المطر

كيف تبدأ أول قطرة مطر في السقوط من سحابة لا تحتوي على أي بلورات جليدية؟

ظل هذا السؤال أحد الألغاز المفتوحة في علم الغلاف الجوي، لكن دراسة جديدة أجراها باحثون من معهد ماكس بلانك لديناميات التنظيم الذاتي تقدم مفتاحا جديدا لفهم هذه العملية.

وكشفت الدراسة المنشورة في دورية "بروسيدنجز أوف ذا ناشونال أكاديمي أوف ساينس" (Proceedings of the National Academy of Sciences) عن وجود مناطق شديدة الصغر داخل السحب الركامية الدافئة تتجمع فيها قطرات الماء بكثافة أعلى بكثير من المناطق المحيطة، وهو ما يزيد فرص اصطدام القطرات واندماجها لتكوين قطرات أكبر، وقد يمهد في النهاية الطريق لتشكل المطر.

وتتكون بعض السحب من قطرات ماء سائلة فقط، من دون بلورات جليدية، وتعرف بالسحب الدافئة، وهي منتشرة على نطاق واسع فوق المحيطات والقارات، كما أنها مسؤولة عن جزء مهم من هطول الأمطار، ولا سيما في المناطق المدارية.

والمعروف أنه في السحب الباردة، يمكن لبلورات الجليد أن تؤدي دورا مهما في نمو الجسيمات المائية وتكوين المطر، لكن في السحب الدافئة لا توجد هذه البلورات، لذلك يتعين على قطرات الماء الصغيرة أن تكبر من خلال التصادم والاندماج، وهنا تظهر المشكلة.

فقطرات السحب صغيرة جدا، وغالبا ما تكون موزعة داخل السحابة، مما يجعل اصطدامها ببعضها عملية ليست سهلة بالقدر الكافي لتفسير السرعة التي يمكن أن يبدأ بها المطر.

وباستخدام منصة رصد جوية متطورة، أعاد الباحثون بناء البنية الداخلية لمقطع يبلغ طوله 55 مترا من سحابة ركامية دافئة، وكانت المفاجأة أن قطرات الماء لم تكن موزعة بالتساوي.

فقد ظهرت مناطق صغيرة للغاية، يبلغ قطر بعضها نحو متر واحد أو أقل، تتجمع فيها القطرات بصورة أكثر كثافة، وتصبح المسافات الفاصلة بينها أقصر من تلك الموجودة في بقية أجزاء السحابة.

ويعتقد الباحثون أن هذه المناطق يمكن أن تمثل بؤرا لبدء تكون المطر، فكلما اقتربت القطرات من بعضها، زادت احتمالات تصادمها، وعندما تصطدم قطرات الماء يمكن أن تندمج لتشكل قطرة أكبر.

وتبدأ بعدها سلسلة من التصادمات والاندماجات التي قد تسمح للقطرات بالنمو تدريجيا حتى تصبح كبي…