تويت
العواصف الرعدية مسبب رئيسي لوجوده ويكثر ظهوره بها
المقص الهوائي وخطره على الطائرات
المقص الهوائي وخطره على الطائرات
تمر البلاد هذه الأيام بموسم من مواسم الطقس المحلية التي تتميز بها الأجواء بدولة الكويت، وهي معروفة لدينا بالمصطلح المحلي 'السرايات'، وتكون خلالها الأجواء غير متوقعة وقابلة للتغير في أي لحظة، بحيث يمكن أن نشهد الفصول الأربعة بها خلال يوم واحد، لكن أشدها تغيرا وخطورة على الملاحة الجوية هي التي يصاحبها عواصف رعدية ماطرة وجو ملبد بالغيوم والسحب الركامية، والتي ينشأ بسببها ما يعرف بظاهرة 'المقص الهوائيWIND SHEAR المصنف كأخطر الإضطرابات الجوية وأشدها فتكا بالطائرات على الإطلاق، ولهذا لا بد من التحدث عن سبب نشوء مثل هذه الظاهرة الجوية الخطيرة ومدى تأثيرها في الملاحة الجوية
العواصف الرعدية وتصادم جبهتين هوائيتين مختلفتي درجة الحرارة تحدث اضطرابات هوائية شديدة وتؤدي إلى حدوث تيارات دوامية متعاكسة والتي بدورها تؤدي إلى ظهور ظاهرة المقص الهوائي، وهي من الظواهر الجوية الأكثر خطورة، وإثارة للرعب بالنسبة للطيارين، ونادرا ما تنجو الطائرة منه إذا ما تعرضت له، وتعزى معظم الحوادث الجوية الى الطقس الجوي السيئ، حيث تفقد الطائرات خلاله قدرة الرفعLIFT لكل من محركاتها وأجنحتها، وبالتالي تصبح معرضة للسقوط ككومة من المعادن على الأرض. فما هو المقص الهوائي وما سبب حدوثه؟
تعريف المقص الهوائي
يعرف المقص الهوائي أو WIND SHEAR على أنه اختلاف في سرعة الريح أو اتجاهها ما بين نقطتين في حيز جوي، وقد يكون هذا الإختلاف إما عموديا أو أفقيا. أما الطيارون فيعرفون عادة المقص الهوائي على أنه اختلاف في السرعة الهوائية لكل 15 عقدة (28 كلم/س) في الألف قدم، أو اختلاف في زاوية 'السمت' (الإسقاط) لكل 30 درجة في الألف قدم.
تشبه عملية تكون المقص الهوائي بتلامس جسمين باتجاه معاكس مما ينتج عنه احتكاك، وإذا كان الجسمان صلبين فلن يحدث أي تبادل في كتلتيهما، لكن إذا كان هذان الجسمان مائعين (سائلين أم غازيين)، فإن الاحتكاك سيكون دوامات في حيز ضحل بحيث يحدث تداخل لكلتا الكتلتين فتتكون خلالها بتلك المنطقة ما يعرف بالمقص او المجز، ومن هنا جاءت التسمية.
خطر السحب الركامية
للسحب الركامية تأثير بالغ الخطورة على حركة الملاحة الجوية، خصوصا تلك التي تكون على ارتفاع منخفض، أما أكثرها خطورة فهي التي تلقب بالركاميةCUMULONIMBUS وتعرف اختصارا ب CB حيث تعج بالمقصات الهوائية الفتاكة، ويعمد الطيارون إلى تحاشي الولوج خلالها أو الطيران بالقرب منها تفاديا حتى للمطبات الهوائية العنيفة، وتحمل الطائرات أجهزة لقياس سرعة الهواء ورادارات للطقس تكشف لها عن المقصات الهوائية الخطيرة ومواقع تكونها وتركيزها كي يتم تجنب الوقوع فيها، وهناك أجهزة أخرى يتم تطويرها حاليا أكثر تطورا تعمل بأشعة الليزر والنبضات الدوبلرية.
تأثيره في الطائرات
عند هبوب عاصفة رعدية تتسبب التيارات الهوائية العنيفة في تغير مفاجئ في حركة الهواء فوق سطح الأرض، وفي البدء، ينتج عن تيار الهواء المتغير رياح معاكسة تتسبب بدورها في تسريع الطائرة، الأمر الذي يجعل من الطيار يعمد إلى خفض قوة الدفع في محرك الطائرة، هذا إذا كان على غير علم بوجود مقص هوائي حوله. وما أن تنتقل الطائرة إلى منطقة التيار الهوائي المنحدر (الرأسي) تتلاشى عندها الرياح المعاكسة المتمركزة التي جابهتها في البداية، لتهبط معها فجأة سرعة الطائرة الهوائية، وبالطبع يكون معها التباطؤ كبيرا بسبب خفض الطيار لقوة دفع المحرك في بادئ الأمر، وعندما تجتاز الطائرة التيار الهوائي المنحدر بشدة حيث تتحول الرياح المعاكسة إلى رياح ذيلية (خلفية)، وهذه التغيرات في حركة الهواء تؤدي بالطائرة إلى التحطم بسبب انقطاع الحمل (أو الرفع) بالنسبة للأجنحة وحتى المحركات كون تيار الهواء المنساب يكون في قمة اضطرابه وعدم ثباته على حال، وتكمن خطورة ذلك في حالتي الإقلاع والهبوط حيث تكون الطائرة أقرب إلى الأرض.
مسبب رئيسي لسقوط الطائرات
ما بين الفترة لعام 1964 و1985، كانت المقصات الهوائية سببا رئيسيا أو ساهمت في 26 حادثة جوية بالطيران المدني في الولايات المتحدة الأميركية وحدها، 15 منها حدثت خلال مرحلة الإقلاع، و3 منها أثناء الطيران بالجو، و8 أثناء مرحلة الهبوط، أدت جميعها إلى 620 حالة وفاة و200 إصابة، ونتيجة لتلك الحوادث سنت إدارة الطيران المدني الفدرالية FAA في عام 1988 قانونا ينص على حتمية وجود أجهزة لرصد المقصات الهوائية على متن الطائرات التجارية قبل عام 1993.
منذ عام 1995 ومعدل الحوادث الجوية الناتجة عن المقصات الجوية في انخفاض، بتردد 1 إلى 10 بالسنة وذلك بفضل تركيب تلك الأجهزة على متن الطائرات، إلى جانب أجهزة الكشف العاملة بالدوبلر الأرضية بالقرب من المطارات.
أين ومتى يحدث المقص الهوائي؟
1- الجبهات الهوائية: حيث يكثر خلالها اختلاف درجات الحرارة في حيز ضيق.
2- التيارات الهوائية النفاثة المنخفضة: عندما يتكون تيار هوائي نفاث (ذو سرعة عالية) فوق الطبقة المتاخمة لجبهة هوائية باردة أيضا يحدث اختلاف في سرعة ودرجة حرارة الهواء وهو ما يؤدي إلى حدوث مقص هوائي.
3- التيارات المصطدمة بالجبال: تشكل الجبال مرتعا خصبا لتكون المقصات الهوائية حيث تتكون الدوامات الهوائية بسبب اصطدام تيار الهواء بالجبال فتحدث المقصات العمودية.
4- المنقلب: وهو ما يحدث نتيجة التيارات الانبعاثية الحرارية للأرض خلال الليل من اختلاف في درجات الحرارة، حيث يمكن أن يشكل التقاء هواء بارد بهواء حار مقصا هوائيا ويحدث تغيرا في اتجاه الرياح.
5- التيارات المنحدرة بقوة: أثناء العواصف الرعدية يكون المطر الساقط على الأرض ذا درجة حرارة باردة نسبيا، ويكون الهواء المنبعث من الأرض أدفأه وبالتالي يتسبب ذلك في حدوث تغير في الاتجاه والسرعة للهواء المحيط فينتج عنه تكون مقص هوائي.
الجيل القادم من إدارات الطقس
على عكس الأجيال السابقة من رادارات الطقس، ستكون طائرة البوينغ 787 التي ينتظر طيرانها الأولي في منتصف صيف هذا العام، مجهزة بأحدث جيل من رادارات الطقس تلك الذي هو من صنع شركة روكويل كولينز 'من طراز' WXR-2100 ذو المسح المتعدد الأنماط
Multiscan والذي سيسمح بمسح مسافة تقدر 593 كلم أمام الطائرة وإعطاء صورة تفصيلية عن تقلبات الطقس وحتى صورة دقيقة عن المطبات الهوائية كما تزعم الشركة، ولأنه سيعمل بالموجات الملمترية على غرار رادار عمودية الأباتشي القتالية من فئة 'لونغ بو'، فإن هذه التقنية العسكرية ستجد طريقها لأول مرة في التطبيق بالمجال المدني.
من الأمور التي ستميز هذا الرادار عن غيره هو في أن ميكانيكية عمله ستكون أتوماتيكية بالكامل دون الحاجة لتدخل الطيارين في تحريك وضعية هوائية، كما هو متعامل به على الرادارات الحالية.
'السرايات'
يتميز الطقس في فصل الربيع وتحديدا في شهر أبريل بالتغير المفاجئ في درجات الحرارة خاصة العظمى اليومية، حيث يمكن أن يصل الفرق بين يوم وآخر إلى 15 درجة مئوية أو أكثر، وتهطل الأمطار خلال الربيع بسبب عبور المنخفضات الجوية الغربية وبسبب العواصف الرعدية المحلية التي تسمى محليا 'بالسرايات'، وتحدث هذه العواصف عندما ترتفع الحرارة بعد الظهر إلى 28 درجة مئوية أو أكثر وتتطور عادة فوق اليابسة وعلى خط مواز لخط الساحل ويبعد عنه بنحو15 إلى 25 كيلومترا. وقد تصل سرعة الرياح إلى أكثر من 80 كلم/ الساعة مع تحول عكسي للرياح من شرقي أو جنوبي شرقي إلى غربي أو غربي شمالي، وقد تهطل أمطار رعدية غزيرة أثناء عبور جبهات باردة قوية ونشطة، ويبلغ متوسط تكرار العواصف الرعدية خلال شهر أبريل 3 عواصف وقد تصل أحيانا إلى ،10 ويترتب على حدوث هذه العواصف الرعدية انقطاع المواصلات البرية بسبب السيول وتأخر مواعيد إقلاع وهبوط الطائرات لمدة قصيرة ويهدم الكثير من المنشآت القديمة والبالية ويقع العديد من حوادث المرور.
* المصدر
كتاب 'الطقس والمناخ في دولة الكويت'، إصدار الإدارة العامة للطيران المدني إدارة الأرصاد الجوية - تأليف عبد الملك علي الكليب - الكويت 1990.
المقال في صفحة الجريدة PDF
العواصف الرعدية وتصادم جبهتين هوائيتين مختلفتي درجة الحرارة تحدث اضطرابات هوائية شديدة وتؤدي إلى حدوث تيارات دوامية متعاكسة والتي بدورها تؤدي إلى ظهور ظاهرة المقص الهوائي، وهي من الظواهر الجوية الأكثر خطورة، وإثارة للرعب بالنسبة للطيارين، ونادرا ما تنجو الطائرة منه إذا ما تعرضت له، وتعزى معظم الحوادث الجوية الى الطقس الجوي السيئ، حيث تفقد الطائرات خلاله قدرة الرفعLIFT لكل من محركاتها وأجنحتها، وبالتالي تصبح معرضة للسقوط ككومة من المعادن على الأرض. فما هو المقص الهوائي وما سبب حدوثه؟
تعريف المقص الهوائي
يعرف المقص الهوائي أو WIND SHEAR على أنه اختلاف في سرعة الريح أو اتجاهها ما بين نقطتين في حيز جوي، وقد يكون هذا الإختلاف إما عموديا أو أفقيا. أما الطيارون فيعرفون عادة المقص الهوائي على أنه اختلاف في السرعة الهوائية لكل 15 عقدة (28 كلم/س) في الألف قدم، أو اختلاف في زاوية 'السمت' (الإسقاط) لكل 30 درجة في الألف قدم.
تشبه عملية تكون المقص الهوائي بتلامس جسمين باتجاه معاكس مما ينتج عنه احتكاك، وإذا كان الجسمان صلبين فلن يحدث أي تبادل في كتلتيهما، لكن إذا كان هذان الجسمان مائعين (سائلين أم غازيين)، فإن الاحتكاك سيكون دوامات في حيز ضحل بحيث يحدث تداخل لكلتا الكتلتين فتتكون خلالها بتلك المنطقة ما يعرف بالمقص او المجز، ومن هنا جاءت التسمية.
خطر السحب الركامية
للسحب الركامية تأثير بالغ الخطورة على حركة الملاحة الجوية، خصوصا تلك التي تكون على ارتفاع منخفض، أما أكثرها خطورة فهي التي تلقب بالركاميةCUMULONIMBUS وتعرف اختصارا ب CB حيث تعج بالمقصات الهوائية الفتاكة، ويعمد الطيارون إلى تحاشي الولوج خلالها أو الطيران بالقرب منها تفاديا حتى للمطبات الهوائية العنيفة، وتحمل الطائرات أجهزة لقياس سرعة الهواء ورادارات للطقس تكشف لها عن المقصات الهوائية الخطيرة ومواقع تكونها وتركيزها كي يتم تجنب الوقوع فيها، وهناك أجهزة أخرى يتم تطويرها حاليا أكثر تطورا تعمل بأشعة الليزر والنبضات الدوبلرية.
تأثيره في الطائرات
عند هبوب عاصفة رعدية تتسبب التيارات الهوائية العنيفة في تغير مفاجئ في حركة الهواء فوق سطح الأرض، وفي البدء، ينتج عن تيار الهواء المتغير رياح معاكسة تتسبب بدورها في تسريع الطائرة، الأمر الذي يجعل من الطيار يعمد إلى خفض قوة الدفع في محرك الطائرة، هذا إذا كان على غير علم بوجود مقص هوائي حوله. وما أن تنتقل الطائرة إلى منطقة التيار الهوائي المنحدر (الرأسي) تتلاشى عندها الرياح المعاكسة المتمركزة التي جابهتها في البداية، لتهبط معها فجأة سرعة الطائرة الهوائية، وبالطبع يكون معها التباطؤ كبيرا بسبب خفض الطيار لقوة دفع المحرك في بادئ الأمر، وعندما تجتاز الطائرة التيار الهوائي المنحدر بشدة حيث تتحول الرياح المعاكسة إلى رياح ذيلية (خلفية)، وهذه التغيرات في حركة الهواء تؤدي بالطائرة إلى التحطم بسبب انقطاع الحمل (أو الرفع) بالنسبة للأجنحة وحتى المحركات كون تيار الهواء المنساب يكون في قمة اضطرابه وعدم ثباته على حال، وتكمن خطورة ذلك في حالتي الإقلاع والهبوط حيث تكون الطائرة أقرب إلى الأرض.
مسبب رئيسي لسقوط الطائرات
ما بين الفترة لعام 1964 و1985، كانت المقصات الهوائية سببا رئيسيا أو ساهمت في 26 حادثة جوية بالطيران المدني في الولايات المتحدة الأميركية وحدها، 15 منها حدثت خلال مرحلة الإقلاع، و3 منها أثناء الطيران بالجو، و8 أثناء مرحلة الهبوط، أدت جميعها إلى 620 حالة وفاة و200 إصابة، ونتيجة لتلك الحوادث سنت إدارة الطيران المدني الفدرالية FAA في عام 1988 قانونا ينص على حتمية وجود أجهزة لرصد المقصات الهوائية على متن الطائرات التجارية قبل عام 1993.
منذ عام 1995 ومعدل الحوادث الجوية الناتجة عن المقصات الجوية في انخفاض، بتردد 1 إلى 10 بالسنة وذلك بفضل تركيب تلك الأجهزة على متن الطائرات، إلى جانب أجهزة الكشف العاملة بالدوبلر الأرضية بالقرب من المطارات.
أين ومتى يحدث المقص الهوائي؟
1- الجبهات الهوائية: حيث يكثر خلالها اختلاف درجات الحرارة في حيز ضيق.
2- التيارات الهوائية النفاثة المنخفضة: عندما يتكون تيار هوائي نفاث (ذو سرعة عالية) فوق الطبقة المتاخمة لجبهة هوائية باردة أيضا يحدث اختلاف في سرعة ودرجة حرارة الهواء وهو ما يؤدي إلى حدوث مقص هوائي.
3- التيارات المصطدمة بالجبال: تشكل الجبال مرتعا خصبا لتكون المقصات الهوائية حيث تتكون الدوامات الهوائية بسبب اصطدام تيار الهواء بالجبال فتحدث المقصات العمودية.
4- المنقلب: وهو ما يحدث نتيجة التيارات الانبعاثية الحرارية للأرض خلال الليل من اختلاف في درجات الحرارة، حيث يمكن أن يشكل التقاء هواء بارد بهواء حار مقصا هوائيا ويحدث تغيرا في اتجاه الرياح.
5- التيارات المنحدرة بقوة: أثناء العواصف الرعدية يكون المطر الساقط على الأرض ذا درجة حرارة باردة نسبيا، ويكون الهواء المنبعث من الأرض أدفأه وبالتالي يتسبب ذلك في حدوث تغير في الاتجاه والسرعة للهواء المحيط فينتج عنه تكون مقص هوائي.
الجيل القادم من إدارات الطقس
على عكس الأجيال السابقة من رادارات الطقس، ستكون طائرة البوينغ 787 التي ينتظر طيرانها الأولي في منتصف صيف هذا العام، مجهزة بأحدث جيل من رادارات الطقس تلك الذي هو من صنع شركة روكويل كولينز 'من طراز' WXR-2100 ذو المسح المتعدد الأنماط
Multiscan والذي سيسمح بمسح مسافة تقدر 593 كلم أمام الطائرة وإعطاء صورة تفصيلية عن تقلبات الطقس وحتى صورة دقيقة عن المطبات الهوائية كما تزعم الشركة، ولأنه سيعمل بالموجات الملمترية على غرار رادار عمودية الأباتشي القتالية من فئة 'لونغ بو'، فإن هذه التقنية العسكرية ستجد طريقها لأول مرة في التطبيق بالمجال المدني.
من الأمور التي ستميز هذا الرادار عن غيره هو في أن ميكانيكية عمله ستكون أتوماتيكية بالكامل دون الحاجة لتدخل الطيارين في تحريك وضعية هوائية، كما هو متعامل به على الرادارات الحالية.
'السرايات'
يتميز الطقس في فصل الربيع وتحديدا في شهر أبريل بالتغير المفاجئ في درجات الحرارة خاصة العظمى اليومية، حيث يمكن أن يصل الفرق بين يوم وآخر إلى 15 درجة مئوية أو أكثر، وتهطل الأمطار خلال الربيع بسبب عبور المنخفضات الجوية الغربية وبسبب العواصف الرعدية المحلية التي تسمى محليا 'بالسرايات'، وتحدث هذه العواصف عندما ترتفع الحرارة بعد الظهر إلى 28 درجة مئوية أو أكثر وتتطور عادة فوق اليابسة وعلى خط مواز لخط الساحل ويبعد عنه بنحو15 إلى 25 كيلومترا. وقد تصل سرعة الرياح إلى أكثر من 80 كلم/ الساعة مع تحول عكسي للرياح من شرقي أو جنوبي شرقي إلى غربي أو غربي شمالي، وقد تهطل أمطار رعدية غزيرة أثناء عبور جبهات باردة قوية ونشطة، ويبلغ متوسط تكرار العواصف الرعدية خلال شهر أبريل 3 عواصف وقد تصل أحيانا إلى ،10 ويترتب على حدوث هذه العواصف الرعدية انقطاع المواصلات البرية بسبب السيول وتأخر مواعيد إقلاع وهبوط الطائرات لمدة قصيرة ويهدم الكثير من المنشآت القديمة والبالية ويقع العديد من حوادث المرور.
* المصدر
كتاب 'الطقس والمناخ في دولة الكويت'، إصدار الإدارة العامة للطيران المدني إدارة الأرصاد الجوية - تأليف عبد الملك علي الكليب - الكويت 1990.
المقال في صفحة الجريدة PDF
تعليق