الأمطار وآثارهاعلى الكون والبيئة والحياة البشرية

الأمطار وآثارهاعلى الكون والبيئة والحياة البشرية

المقدمة:
كيف تكون الأمطار
قال تعالى : (اللَّهُ الَّذِي يُرْسِلُ الرِّيَاحَ فَتُثِيرُ سَحَاباً فَيَبْسُطُهُ فِي السَّمَاءِ كَيْفَ يَشَاءُ وَيَجْعَلُهُ كِسَفاً فَتَرَى الْوَدْقَ يَخْرُجُ مِنْ خِلالِهِ فَإِذَا أَصَابَ بِهِ مَنْ يَشَاءُ مِنْ عِبَادِهِ إِذَا هُمْ يَسْتَبْشِرُونَ) (الروم:48)
ظلت كيفية تكون الأمطار لغزاً كبيراً طويلاً مع الزمن ، ولم يكن من الممكن اكتشاف مراحل تكون الأمطار إلا بعد اكتشاف الرادارات .
ووفقاً لهذه الاكتشافات يتكون المطر على ثلاثة مراحل : في المرحلة الأولى تصعد " المواد الأولية للمطر إلى الهواء مع الرياح ، وبعد ذلك تتشكل الغيوم و بعدها تبدأ قطرات المطر بالظهور .
ووصف القرآن لتكون المطر يذكر هذه العلمية بشكل دقيق ، إذ يقول الله تعالى في وصف تكون المطر بهذه الطريقة :
قال تعالى : ( الله الذي يرسل الرياح فتثير سحاباً فيبسطه في السماء .
و لنتفحص الآن المراحل الثلاثة التي تحددها الآية بطريقة علمية :
المرحلة الأولى : " الله الذي يرسل الرياح " .
إن فقاعات الهواء التي لا تحصى و التي ترغي في المحيطات قاذفة بجزئيات المياه نحو السماء . بعد ذلك تحمل الرياح هذه الجزيئات الغنية بالأملاح و ترفعها إلى الغلاف الجوي هذه الجزئيات التي تسمى الهباء الجوي تعمل كأفخاخ مائية و تكون قطرات الغيوم عبر تجميع نفسها حول بخار الماء الصاعد من البحار على شكل قطرات صغيرة .
المرحلة الثانية :
( فتثير سحاباً فيبسطة في السماء كيف يشاء و يجعله كسفاً ) .
تتكون الغيوم من بخار الماء الذي يتكثف حلو بلورات الملح او جزئيات الغبار في الهواء و لأن قطرات المياه في هذه الغيوم صغيرة جداً يبلغ قطر الواحدة منها ما بين 0.01 ـ 0.02 ملم ، فإن الغيوم تتعلق في الهواء و تنتشر في أرجاء السماء ، و بهذا تغطي السماء بالغيوم .
المرحلة الثالثة : ( فترى الودق يخرج من خلاله ) .
إن جزئيات المياه التي تحيط ببلورات الملح و جزيئات الغبار تتكاثف لتكون قطرات المطر و بهذا فإن المطر الذي يصبح أثقل من الهواء يترك الغيوم و يبدأ بالهطول على الأرض .
وكما نرى فإن كل مرحلة من مراحل تكون المطر مذكورة بالقرآن الكريم ، بل أكثر من ذلك ، فإن هذه المرحلة مشروحة بنفس السياق فكما هو الحال مع كثير من الظواهر الطبيعة الأخرى فقد أعطانا الله سبحانه و تعالى التفسير الصحيح حول هذه الظاهرة أيضاً ، و جعل الأمر معروفاً للناس في القرآن قبل قرون من اكتشافه .
و تذكر آية أخرى من القرآن الكريم المعلومات التالية عن تكون المطر :
( ألم تر أن الله يزجي سحاباً ثم يؤلف بينه ثم يجعله ركاماًُ فترى الودق يخرج من خلاله و ينزل من السماء من جبال ..
إن العلماء الذين يدرسون الغيوم توصلوا إلى نتائج مفاجئة بالنسبة لتكون الغيوم الممطرة .
فالغيوم الممطرة تتكون و تتشكل وفق نظام و مراحل محددة . فمثلاً مراحل تكون الركام و هو أحد أنواع الغيوم الممطرة هي :
المرحلة الأولى : هي مرحلة الدفع حيث تحمل الغيوم أو تدفع بواسطة الرياح .
المرحلة الثانية : هي مرحلة التجمع حيث تتراكم السحب التي دفعتها الرياح مع بعضها البعض لتكون غيمة أكير .المرحلة الثالثة : هي مرحلة التراكم حيث أن السحب الصغيرة عندما تتجمع مع بعضها فإن التيار الهوائي الصاعد في الغيمة الكبيرة يزداد ، فالتيار الهوائي قرب مركز الغيمة يكون أقوى من التيارات التي تكون على أطرافها ، و هذه التيارات تجعل جسم الغيمة ينمو عمودياً و لذلك فإن الغيمة أو السحابة تتراكم صعوداً . هذا النمو العمودي للغيمة يسبب تمددها إلى مناطق أكثر برودة من الغلاف الجوي حينما تتكون حبات المطر و البرد و تصبح أكبر ثم أكبر و عندما تصبح حبات المطر و البرد ثقيلة جداً على التيارات الهوائية بحيث يتعذر عليها حملها تبدأ بالهطول من السحب الممطرة على شكل مطر أو حبات برد و غيرها .10
و يجب أن نتذكر دائما أن علماء الأرصاد الجوية لم يعرفوا تفاصيل تكون الغيوم و بنيتها ووظيفتها إلا من خلال استخدام التقينات المتطورة مثل الطائرات و الأقمار الصناعية و الحواسيب و من الواضح إن الله سبحانه وتعالى أعطانا هذه المعلومات عن الغيوم قبل 1400 سنة في زمن لم تكن لتعرف فيه .
أسباب سقوط الأمطار
النظرية الأولى
نظرية الاندماج تنشأ الأمطار من بخار الماء في الغلاف الجوي، ويتكون بخار الماء عندما تتسبب حرارة الشمس في تبخر الماء من المحيطات وغيرها من المسطحات المائية، فيبرد الهواء الرطب الدافئ عندما يرتفع، وتقل كمية البخار التي يمكنه حملها، وتسمى درجة الحرارة التي لا يمكن للهواء عندها، أن يستوعب كمية إضافية من الرطوبة نقطة الندى، فإذا انخفضت درجة الحرارة إلى ما دون نقطة الندى، يتكاثف بخار الماء على شكل رذاذ مشكلاً السحب. ويتكاثف بخار الماء على شكل جسيمات متناهية في الصغر تسمى نويات التكاثف. وتتألف هذه النويات من الغبار وأملاح البحار والمحيطات، وبعض المواد الكيميائية المنبعثة من المصانع وعوادم السيارات، وعند تكاثف بخار الماء تنطلق حرارة، تجعل السحب ساخنة، ويساعد هذا التسخين على دفع السحب إلى أعلى، وبذلك تصبح أكثر برودة. وقد فُسر تكوُّن قطرات الأمطار في مثل هذه السحب بنظرية الاندماج ونظرية البلورات الثلجية. وتنطبق هذه النظرية على الأمطار المتكونة فوق المحيطات وفوق المناطق المدارية. وبناء على هذه النظرية، فإن مختلف أحجام قطرات الماء الأكبر تسقط بصورة أسرع من القطرات الأصغر منها. وبناءً على ذلك، فإن هذه القطرات تصطدم بالقطرات الصغرى ومن ثم تضمها إليها. وتُدعى هذه العملية الاندماج. فإذا سقطت قطرة كبيرة من الماء مسافة 1,5كم في إحدى الغيوم، فإنها قد تدمج معها مليون قطيرة، وبهذه الطريقة، تصل القطرة إلى ثقل لا يستطيع الهواء تحمله، فيسقط بعضها على الأرض على شكل قطرات المطر، وتتحطم القطرات المتبقية التي يزيد قطرها عن 6ملم إلى رذاذ. وتتحرك هذه القطرات إلى أعلى، إذا ارتفعت السحابة بسرعة، ثم تسقط مرة أخرى وتتكرر عملية الاندماج.
النظرية الثانية
نظرية البلورات الثلجية تفسر هذه النظرية معظم مظاهر التساقط في المناطق المعتدلة. فعملية تكون الأمطار بناءً على هذه النظرية، تعتبر أكثر حدوثًا من ظاهرة الاندماج؛ إذ تحدث عملية البلورات الثلجية في السحب التي تقل درجة حرارة الهواء فيها عن الصفر المئوي (درجة تجمد الماء). وفي معظم الحالات، تضم مثل هذه السحب قطرات من مياه فائقة البرودة، تبقى في حالة السيولة رغم تدني درجة حرارتها إلى ما دون الصفر المئوي. وتكون البلورات الثلجية في هذا النوع من السحب في شكل جسيمات مجهرية تُدعى نويات الثلج. وتحتوي هذه النويات الثلجية على جسيمات متناهية الصغر من التربة، أو الرماد البركاني. وتتكون البلورات الثلجية، عندما تتجمد القطرات فائقة البرودة على النويات الثلجية. فعندما تنخفض درجة الحرارة إلى 40°م تحت الصفر أو أقل، فإن قطرات الماء تتجمد بدون نويات الثلج. وتحت ظروف معينة يمكن أن تتشكل البلورات الثلجية رأسًا من بخار الماء. وفي هذه الحالة يبدأ بخار الماء بالترسب على النويات الجليدية، بدون أن يمر بحالة السيولة. ويزداد حجم البلورات الثلجية التي تشكلت قرب القطرات الفائقة البرودة، وذلك عندما يترسب بخار الماء من قطرات السحابة على هذه البلورات. ونتيجة لسقوط البلورات من خلال السحابة، فمن الممكن اصطدامها وانضمامها مع غيرها من البلورات، أو مع القطرات فائقة البرودة. وعندما يصل وزن البلورة إلى حد لايعود الهواء قادرًا على حملها، تسقط من السحابة. ومثل هذه البلورات تصبح قطرات المطر، إذا مرت خلال طبقات هوائية تزيد درجة حرارتها على الصفر المئوي. وتقوم تجارب الاستمطار، أو ما يُدعى تطعيم السحب على أساس نظرية البلورات الثلجية. وفي هذه التجارب توضع عدة مواد كيميائية داخل السحب، لتعمل عمل نويات الثلج، وتساعد هذه العملية أحيانًا على تحسين فرص تكون البلورات الثلجية.
صورة لسحابة حامضية
بسم الله الرحمن الرحيم "أفرءيتم الماء الذي تشربون (68) أأنتم أنزلتموه من المزن أم نحن المنزلون (69) لو نشاء جعلنـــــــــه أجاجا فلولا تشكرون(70)" صدق الله العظيم.
الماء هو أساس الحياة على الأرض وبدونه تتحول الحياة إلى ممات، وتبور الأرض وتصبح الحياة مرة لا تطاق، وتوجز هذه الكلمات على تفسير(تفصيل بعض ما توصل إليه العلماء الآن من حقائق مذهلة فيما يخص الماء العذب ومصادره وكيفية الحفاظ عليه نقيا عذبا فراتا يصلح للشرب والري والاستحمام والتطهر والنظافة، وهي كلــها عوامل متداخلة بعضها مع بعض. نقول أن الله جعل المزن وهو السحاب الملئ بالبخار ولثقل وزنه فإنه بمجرد أن يجد المناخ المناسب والملائم فإنه ينزل بإذن من الله في صورة مطر نقي لا شوائب فيه (وأهم العوامل التي تساعد على نزول السحاب في صورة مطر هو درجة الحرارة والضغط. فمن المعروف أنه كلما ارتفعنا عن سطح الأرض انخفضت درجة الحرارة وازداد الضغط وعندما يتعرض السحاب المتكون أساسا من كتل من بخار الماء-عندما يتعرض لهذه العوامل فانه يتكثف نتيجة البرودة والضغط المرتفع ويتحول إلى ماء بعد أن كان في الصورة الغازية على هيئة بخار ماء. هذا المطر المتساقط يساعد على استقامة الحياة وتواصلها على سطح الأرض.
فالنبات يرتوي من هذا الماء كما يرتوي الحيوان والإنسان، ثم يأكل الإنسان الاثنين وهما النبات والحيوان فهما عنصرا الطاقة وبدونهما تستحيل الحياة. أفرأيتم الماء العذب الذي تشربون منه، أأنتم أنزلتموه من المزن أم نحن المنزلون له رحمة بكم؟. المزن هو السحاب الأبيض الممطر، فعملية سقوط الأمطار تتطلب توافر ظروف جوية خاصة لا يمكن أن يسيطر عليها الإنسان أو يوفرها صناعياً مثل هبوب تيار من الهواء بارداً فوق آخر ساخناً، أو حدوث حالات عدم الاستقرار في حالة الجو.
وقد حاول البشر تجميع بعض السحب العابرة في منطقة معينة، حيث يحدث الاستمطار صناعياً في مناطق صحراوية قاحلة، مثل صحراء أريزونا في الولايات المتحدة الأمريكية، ونجح الإنسان في إسقاط الأمطار إلى حد ما، فمازالت هذه التجارب قائمة على قدم وساق حتى الآن، على أن الثابت علميا أن نجاح هذه التجارب يرتبط ارتباطاً وثيقا بمدى تقدم التقنيات وإحداث ظواهر كتلك التي تتساقط معها المياه طبيعيا، مما جعل هذه التجارب مكلفة ماليا وقد تتسبب في جفاف وتصحر مناطق أخرى مجاورة لمناطق التجارب من ناحية أخرى.
لذلك فإن تطبيق هذه التجارب في واقع الأمر يتم في نطاق ضيق مع ضرورة توفير الظروف الملائمة طبيعياً وجغرافياً ومناخياً ًوإلا لأدى هذا الأمر إلى حدوث ظاهرة عدم الاستقرار ببعض المناطق التي قد تتأثر سلباً مما يحدث الزلازل ويتكرر ما سبق وأن شاهدناه منذ فترة وجيزة والذي نعرفه نحن باسم "موجة تسونامي" والذي ينتج نتيجة حدوث اهتزاز لقاع البحر بقيمة تقارب 7 ريختر بما يؤدي إلى ارتفاع مفاجئ للمياه وحدوث موجة طويلة تسير بسرعة كبيرة تصل الي960 كيلومتر/ساعة، مما يستتبع هذا حدوث اندفاع للمياه نحو الشواطئ وإغراقها في الحال. وتعرف هذه الموجة باسم موجة الميناء"Harbourwaves" .
ويترتب عن حدوث هذه الظاهرة حدوث فيضان من الماء المالح والذي يؤدي في نهاية الأمر إلى فقد عدد كبير من الأرواح وحصد الممتلكات وغرق اليابسة، فهي ظواهر مرتبطة بعضها مع البعض.
فالماء الذي يصلح للشرب له طعم ومذاق يستسيغه الإنسان، وكذا الحيوان ومتى حدث خلل في النسب الكيميائية لمياه الشرب فإن الماء يصبح عسراً ولا يمكن شربه أو تعاطيه نتيجة اختلاط الماء بعناصر ملحية وحمضية مما يجعل الماء غير صالحا للاستخدام الآدمي نتيجة شدة مرارته وعلو نسبة ملوحته. فأهم الأسباب العلمية لتكون المطر الحمضي يمكن أن نلخصها بناء على حقائق علمية كما يلي:
1- نتيجة تصاعد غاز ثاني أكسيد الكبريت وكذا ثاني أكسيد النيتروجين واللذين ينتجان عن مداخن المصانع وعوادم السيارات وحرق النفايات، إلى أعلى طبقات الغلاف الجوي المحيط بالأرض، فإنه من الممكن أن تتساقط هذه المكونات الكيميائية على سطح الأرض مرة أخرى إما في صورة غازات يستنشقها الإنسان فتسبب له الأمراض وأهمها أمراض الجهاز التنفسي والحساسية أو تتفاعل هذه الغازات الحامضية مع بعض المنشآت والمعدات على سطح الأرض وتعمل على إتلافها وتآكلها.
2 - وإما أن تذوب في بخار الماء الموجود في الجو أو في الأمطار المتساقطة مسببة أمطار حامضية.
فثاني أكسيد الكربون يذوب في الماء مكونا حمض كربونيك وأكاسيد النيترجين تذوب في الماء مكونة حمض النيتريك ...
وهكذا فإن هذين الحمضين يهبطان إلى سطح الأرض في موضع معين نتيجة حدوث ظاهرة كيميائية مناخية تعرف باسم ظاهرة الترسيب للبلل الموضعي "local wet deposition"أو قد تختلط مع السحاب مكونة سحب حمضية "acid clouds"، والتي يمكن أن تسير إلى مسافات تصل إلى 1500 كيلومتر من موضع حدوث التفاعل قبل سقوطها في صورة أمطار مرة أخرى إلى سطح الأرض.
3- تؤدي هذه الظاهرة إلى سقوط الأمطار الحامضية بعد دخول هذه السحب المناطق المائية الجوية نتيجة حدوث ظاهرة الرشح أو تساقطها في صورة أمطار متتابعة "runoff ". وأيا كانت طريقة النزول فإن النتيجة واحدة وهي بوار الأرض وخراب الكون وحدوث الدمار ليس فقط للمنطقة المحلية المحدودة بل يمتد أثار هذا الدمار كي يلحق باستقرار الكون كله.
أليس بعد هذا التحذير وتلك الكلمات التي أنزلها الله سبحانه وتعالي على نبي أمي جعل الله سبحانه وتعالى منه أكثر علماء الأرض علما، صلى الله على سيدنا محمد وعلى آله وصحبه وسلم، نقول أنه من عجب أن تنزل كلمات الله التامة منذ قرابة خمسة عشر قرنا من الزمان، وتعطي ومضات وإشارات تم التوصل اليها حديثا، ويحذرنا الله نفسه، فهل من مجيب؟!!
وإلى متى سنترك مداخن مصانعنا وعوادم سياراتنا وحرق نفاياتنا والتعامل مع منظومة الحياة بطريقة تستنزف الماء العذب، وهو مصدر الحياة، وأن نتوقف عن دمار الكون وتلوث البيئة، وإلا فإن النهاية قادمة ولا محال في ذلك
قياس الأمطار
تقاس الأمطار بعدة طرق:
يعد الممطار ( Rain gauge ) أكثرها شيوعًا، وهو أسطوانة بها أنبوب ضيق يتصل بقمع في الأعلى، وعندما تسقط الأمطار في القمع تجري في الأنبوب إلى حيث تقاس الكمية بمخبار أو دورق مدرج خاص.
وتستعمل شبكة من المماطير لقياس كمية التساقط في إقليم ما، وتثبت المماطير في الفصل الممطر أو الرطب بحيث تكون متباعدة بحوالي 15كم. أما في الفصل الجاف، فتوضع بشكل متقارب، لأن زخات خفيفة من المطر، قد تحدث في نطاق ضيق. وعادة ما تستخدم المماطير على مستوى الأرض. وتتمثل كمية الأمطار السنوية لمنطقة ما بجملة ما تم جمعه في هذه المقاييس من أمطار خلال السنة.
هناك بعض الأجهزة تقيس غزارة الأمطار، وهي تمثل معدل التساقط في فترة محدودة، وتكون عادة ساعة واحدة من اليوم. ويمكن استخدام الممطار ذي الميزان (مقياس المطر الوزني) لهذه الغاية. ويحتوي هذا الجهاز على وعاء موضوع على ميزان، وعندما تكون مياه المطر في الوعاء، فإن وزن الماء يضغط على الميزان إلى الأسفل، وتسجل هذه الحركة في حاسوب وتحول إلى أرقام ذات معنى.
وفي بعض الأحيان يقيس علماء الأرصاد الجوية الأمطار بوساطة رادار الطقس، حيث يرسل هذا الجهاز الإلكتروني موجات راديوية تنعكس من قطرات المطر وتسمى الموجات المنعكسة الصدى، وتظهر على الشاشة نقطًا مضيئة. وتدل شدة لمعان النقط على حجم قطرات المطر وعددها، لذلك يدل الصدى على كمية الأمطار وغزارتها. كما أن الرادار يقيس الأمطار التي لا تتمكن المقاييس العادية من قياسها، نظرًا لتباعدها الكبير في جميع المناطق
ظاهرة الامطار الحمضية في العالم الصناعي وآثارها البيئية
من الظاهر اننا لا نجد اليوم احدا يمكن ان يشك باهمية القضايا الايكولوجية للأرض . . فهناك "الخرق" في طبقة الاوزون والتلوث بانواعه من انتمعاعي ونووي ومائي وضوضائي وغذائي. من جهة، واندثار الغابات والزحف الصحراوي من جهة اخرى. الا ان الهم الكبير لسكان الارض هو مشكلة "الامطار الحمضية" التي وصفها احد علماء البيئة بانها كارثة تسير ببطء وتدمر باصرار النباتات والبحيرات والانهار وما تحتويه من خيرات، كما تسبب عمليات التآكل في المنشآت الحجرية والمعدنية. ولخطورة هذه المشكلة فقد قدرت خسائر المانيا الغربية- خلال عام واحد- حوالي 600 مليون دولار نتيجة اتلاف المحاصيل الزراعية، بسبب الامطار الحمضية. وهناك دراسات اخرى كثيرة تبين الاثار السيئة للأمطار الحمضية.. التي نشرتها "جامي جيمس " في المجلة العلمية "ديسكفري" تحت عنوان "من الذي يستطيع منع المطر الحمضي؟!".

كما تبين في بحيرة موس الصافية، الواقعة غرب جبال اديرونداك المحاطة باشجار عالية تمتد على شواطئها فتكسبها جمالا هادئا، انه لم توجد سمكة واحدة من اسماك السلمون المرقط تعلن عن نفسها، ولا ضفدع ينق على شواطئها، كما كان في الماضي، بينما كانت منذ سنوات قليلة غنية بالاسماك والضفادع، ولقد هجرها البط الغواص واختفى الطائر القناص الذي يغوص فيها بحثا عن الاسماك. كل هذا بسبب الامطار الحمضية. وكتب الكيميائي البريطاني روبرت سميث تقريرا من 600 صفحة- ولاول مرة- عام 1872 اشار فيه الى حموضة الامطار الحمضية التي هطلت في عام 1872 على مدينة مانشستر، وعزا السبب الى الدخان المتصاعد من مداخن المصانع. وفي حين لاحظ العالم السويدي سفانت اودين في عام 1967 ان الامطار الحمضية الهاطلة في السويد، كانت حموضتها تزداد بمرور الزمن، واطلق عليها تسمية "حرب الانسان الكيميائية في الطبيعة"، وفيما بعد اظهرت الدراسات الحالية ان السبب الرثيسي في تكوين الامطار الحمضية يعود الى محطات انتاج الكهرباء والمراكز الصناعية الضخمة، التي تنتشر في كثير من الدول التي تحرق كميات هائلة من الوقود وتدفع الى الهواء يوميا بكميات متزايدة من الغازات مثل ثاني اكسيد الكبريت والهيدروجين واكاسيد النيتروجببن.

تكون الامطار الحمضية تتكون الامطار الحمضية من تفاعل الغازات المحتوية على الكبريت. واهمها ثاني اكسيد الكبريت مع الاكسجين بوجود الاشعة فوق البنفسجية الصادرة عن الشمس، وينتج ثالث اكسيد الكبريت الذي يتحد بعد ذلك مع بخار الماء الموجود في الجو، ليعطي حمض الكبريت. الذي يبقى معلقا في الهواء على هيئة رذاذ دقيق تنقله الرياح من مكان لاخر، وقد يتحد مع بعض الغازات في الهواء مثل النشادر، وينتج في هذه الحالة مركب جديد هو كبريتات النشادر، اما عندما يكون الجو جافا، ولا تتوفر فرصة لسقوط الامطار، فان رذاذ حمض الكبريت، ودقائق كبريتات النشادر يبقيان معلقين في الهواء الساكن، ويظهران على هيئة ضباب خفيف، لاسيما عندما تصبح الظروف مناسبة لسقوط الامطار فانهما يذوبان في ماء المطر، ويسقطان على سطح الارض على هيئة مطر حمضي، هذا وتشترك اكاسيد النيتروجين مع اكاسيد الكبريت في تكوين الامطار الحمضية حيث تتحول اكاسيد النيتروجين بوجود الاكسجين والاشعة فوق البنفسجية الى حمض النيتروجين. ويبقى هذا الحمض معلقا في الهواء الساكن، وينزل مع مياه الامطار، مثل حمض الكبريت مكونا الامطار الحمضية. ولابد من ابداء الملاحظتين الآتيتين في هذا المجال. الملاحظة الاولى: الغازات الملوثة تنتقل بواسطة التيارات الهوائية تؤكد الدراسات في اسكندنافيا ان كمية غازات الكبريت اعلى (2.0) مرة مما تطلقه مصانعها، وفي الوقت نفسه، لا تزيد كمية غازات الكبريت في اجواء بعض اقطار اوروبا الغربية، وخاصة المملكة المتحدد عن 10- 20%. وهذا يعني ان هذه الغازات الملوثة، تنتقل بواسطة التيارات الهـوائية من اوروبا الغربية الى اسكندنافيا وانكلترا. الملاحظة الثانية: الامطار تزداد مع الزمن، كما جاء في كتاب "التلوث مشكلة العصر" تشير الدراسات الى ان حموضة الامطار التي سقطت فوق السويد عام 1982 كانت اعلى بعشر مرات من حموضة الامطار التي سقطت عام 1969، حيث لاحظ الخبراء ان نسبة حموضة مياه الامطار زادت بشكل منذر بالخطر، اما درجة حموضة الامطار في بريطانيا فقد وصلت الى 4.5 في عام 1979، ووصلت في نفس العام في كندا الى 3.8 وفرجينيا الى 1.5، حيث كانت درجة حموضة امطار فرجبنيا تقارب درجة حموضة حمض الكبريت (أسيد البطاريات) وفي اسكتلندا، وصلت الى 7. 2 عام 1977، ووصلت في لوس انجلوس الى 3 عام 1980. اي اكثر حموضة من الخل وعصير الليمون، ولا يقتصر التوزع الجغرافي للامطار على البلاد الصناعية، اذ يمكن ان تنتقل الغيوم لمسافات بعيدة عن مصادر التلوث الصناعي، فتهطل امطارا حمضية على مناطق لا علاقة لها بمصدر التلوث. ولابد من الاشارة الى ان درجة حموضة ماء المطر النقي هي بين 5.5 - 6 اي تميل الى الحموضة قليلا، ولم يسجل اي تأثير سلبي لهذه النسبة، حصل خلال ملايين السنين، ويمكن اعتبار ماء المطر نقيا في حدود هذه الدرجة وغير ضار بالبيئة حسب المعلومات المتوفرة.
الآثار التخريبية للأمطار الحمضية في البيئة أثر المطر الحمضي في البحيرات أو المحيطات :
أثرت الأمطار الحمضية في بيئة البحيرات، فبينت الدراسات ان 15 الف بحيرة من اصل 18 الفاقد تأثرت بالامطار الحمضية، حيث ماتت وتناقصت اعداد كثيرة من الكائنات الحية التي تعيش في هذه البحيرات وخاصة الاسماك والضفادع. وثمة سؤال هنا: من أين تأتي خطورة الامطار الحمضية على البحيرات؟ تبين ان زيادة حموضة الماء تعود الى انتقال حمض الكبريت وحمض الازوت اليها مع مياه السيول والانهار بعد هطول الامطار الحمضية. اضافة الى ذلك فان الامطار الحمضية تجرف معها عناصر معدنية مختلفة بعضها بشكل مركبات من الزئبق والرصاص والنحاس والالمنيوم، فتقتل الاحياء في البحيرات، ومن الجدير ذكره ان درجة حموضة ماء البحيرة الطبيعي تكون بين 5- 6 فاذا قلت عن الرقم 5 ظهرت المشاكل البيئية، وكما ان ماء البحيرات يذيب بعض المركبات القاعدية القلوية الموجودة في صخور القاع او تنتقل اليها مع مياه الانهار والسيول، فتنطلق شوارد البيكربونات وشوارد اخرى تعدل حموضة الماء، وتحول دون انخفاض الرقم الهيدروجيني، ويعبر عن محتوى الماء من شوارد التعديل ب "سعة تعديل الحمض"، فاذا كانت سعة تعديل الحمض كبيرة يكون تأثيرالبحيرة بالحموضة فعلا.. الا ان الزيادة المطردة في حموضة مياه الامطار، جعلت قدرة سعة تعديل الحمض لبعض البحيرات دون المستوى ا لمطلوب، فارتفعت حموضتها، وبشكل خاص البحيرات الموجودة في المناطق الصناعية في الولايات المتحدة الاميركية واوروبا، وتدل الاحصائيات على ان عدد البحيرات التي كانت حموضتها اقل من 5 درجات في اميركا في النصف الاول من هذا القرن كان 8 بحيرات فقط. واصبح الان 109 بحيرات، كما احصي في منطقة اونتاريو في كندا، اكثر من الفي بحيرة حموضة مياهها اقل من 5 درجات، وفي السويد اكثر من 20% من البحيرات تعاني من ارتفاع الحموضة، وبالتالي الخلل البيئي واضطراب الحياة فيها.
أثر المطر الحمضي في الغابات والنباتات :
ان تدمير الغابات له تأثير في النظام البيئي، فمن الملاحظ ان انتاج الغابات يشكل نحو 15% في الانتاج الكلي للمادة العضوية على سطح الارض، ويكفي ان نتذكر ان كمية الاخشاب التي يستعملها الانسان في العالم تزيد عن 2.4 مليار طن في السنة، كما ان غابات الحور المزروعة في واحد كم2 تطلق 1300 طن من الاكسجين، وتمتص نحو 1640 طنا من ثاني اكسيد الكربون خلال فصل النمو الواحد.. كذلك تؤثر الامطار الحمضية في النباتات الاقتصادية ذات المحاصيل الموسمية وفي الغابات الصنوبرية، فهي تجرد الاشجار من اوراقها، وتحدث خللا في التوازن الشاردي في التربة، وبالتالي تجعل الامتصاص يضطرب في الجذور، والنتيجة تؤدي لحدوث خسارة كبيرة في المحاصيل وعلى سبيل المثال: فقد بلغت نسبة الاضرار في الاوراق بصورة ملحوظة في احراجها 34% سحابة من الغيوم تنذر بوقوع الكارثة في المانيا في لسبعينات وازدادت الى 50% عام 1985.
وفي السويد وصلت الاضرار الى 30% في احراجها، وتشير التقارير الى ان 14% من جميع اراضي الاحراج الاوروبية قد اصابها الضرر نتيجة الامطار الحمضية. اضافة الى ان معظم الغابات في شرقي الولايات المتحدة الاميركية، تتأثر بالامطار الحمضية، لدرجة ان اطلق عـلى هذه الحالة اسم فالدشترين وتعني موت الغابة، علما بان اكثر الاشجار تأثرا بالامطار الحمضية هي الصنوبريات في المرتفعات الشاهقة.. نظرا لسقوط اوراقها قبل اوانها مما يفقد الاخشاب جودتها، وبذلك تؤدي الى خسارة اقتصادية في تدمير الغابات وتدهورها.

أثر المطر الحمضي في التربة :
تبين التقارير ان التربة في مناطق اوروبا، اخذت تتأثر بالحموضة، مما يؤدي الى اضرار بالغة من انخفاض نشاط البكتيريا المثبتة للنيتروجين مثلا. وانخفاض معدل تفكك الاداة العضوية، مما ادى الى سماكة طبقة البقايا النباتية الى الحد الذي اصبحت فيه تعوق نفاذ الماء الى داخل التربة والى عدم تمكن البذور من الانبات، وقد ادت هذه التأثيرات الى انخفاض انتاجية الغابات.
اثر المطر الحمضي في الحيوانات :
تتوقف سلامة كل مكون من مكونات النظام البيئي على سلامة المكونات الأخرى، دخان المصانع السبب الرئيسي فمثلا تأثر النباتات بالامطار الحمضية يحرم القوارض من المادة الغذائية والمأوى، ويؤدي الى موتها أو هجرتها، كما تموت الحيوانات اللاحمة التي تتغذى على القوارض او تهاجر ايضا وهكذا.. وقد يلاحظ التأثير المباشر للامطار الحمضية في الحيوانات. كما لوحظ موت القشريات والاسماك الصغيرة في البحيرات المتحمضة، نظرا لتشكل مركبات سامة بتأثير الحموض (الامطار الحمضية)، تدخل في نسيج النباتات والبلانكتون- العوالق النباتية- (نباتات وحيدة الخلية عائمة).. وعندما تتناولها القشريات والاسماك الصغيرة، تتركز المركبات السامة في انسجتها بنسبة اكبر. وهكذا تتركز المواد السامة في المستهلكات الثانوية والثالثية حتى تصبح قاتلة في السلسلة الغذائية.. ولابد من الاشارة الى ان النظام البيئي لا يستقيم اذ ا حدث خلل في عناصره المنتجة او المستهلكة او المفككة وبالنتيجة يؤدي موت الغابات الى موت الكثير من الحيوانات الصغيرة، وهجرة الكبيرة منها.. وهكذا.
أثر المطر الحمضي في الانسان :
يتشكل الضباب الدخاني في المدن الكبيرة، وهو يحتوي على حموض، حيث يبقى معلقا في الجو عدة ايام، وذ لك عندما تتعرض الملوثات الناتجة عن وسائل النقل بصورة فادحة إلى الاشعة فوق البنفسجية الآتية من الشمس، فيحدث بين مكوناتها تفاعلات كيميائية، تؤدي الى تكوين الضباب الدخاني الذي يخيم على المدن وخاصة في ساعات الصباح الاولى، والاخطر في ذلك، هو غازي ثاني اكسيد النيتروجين، لانه يشكل المفتاح الذي يدخل في سلسلة التفاعلات الكيميائية الضوئية التي ينتج عنها الضباب الدخاني وبالتالي نكون امام مركبات عديدة لها تأثيرات ضارة على الانسان إذ تسبب احتقان الاغشية المخاطية وتهيجها والسعال والاختناق وتلف الانسجة وانخفاض معدل التمثيل الضوئي في النبات الاخضر. وكل هذا ينتج عن حدوث ظاهرة الانقلاب الحراري، كما حدث في مدينة لندن عام 1952 عندما خيم الضباب الدخاني لمدة ثلاثة ايام، مات بسببه 4000 شخص، وكذلك ما حدث في انقرة واثينا. بالاضافة الى اثر المطر الحمضي على المنشآت الصناعية والابنية ذات القيمة التاريخية والتماثيل، اذ يكلف ترميمها مبالغ كبيرة من دخل الفرد او الدخل القومي وابسط مثال على ذلك "تفتت بعض الاحجار في برج لندن الشهير وكنيسة وست مينستر ابي"، ناهيك عن تفاعل حمض الازوت مع كثير من المعادن في المنشآت الصناعية وتخريبها.
علاج المشكلة :
نظرا لخطورة ظاهرة الامطار الحمضية وما ينتج عنها من اثار تخريبية على كافة الاصعدة اقترح الباحثون علاجين. الأول: علاج مكلف ومتكرر، نظرا لتكرار سقوط الامطار الحمضية، وهذه الطريقة تتمثل في معادلة الانهار والبحيرات الحمضية والاراضي الزراعية بمواد قلوية. والثاني: علاج دائم ويتمثل بتنقية الملوثات قبل ان تنتشر في الغلاف الهوائي. ولذلك يجب ان لا تكون النظرة الى البيئة نظرة مجردة، كالنظرات الى مواضيع اخرى عديدة سياسية واقتصادية وثقافية على صعيد الشعوب والدول. وان المطلوب من اجل ذلك يتمثل في ايجاد نظام متطور للرقابة البيئية، حيث ان النظام المتكامل للرقابة البيئية، ضروري لرؤية ومتابعة خلفية ونشاط جمع العناصر الملوثة للوسط الطبيعي، نتيجة للتقدم التكنولوجي.
وبناء عليه، يجب فسح المجال لتكنولوجيا متطورة كاملة، تتوافق مع الطبيعة وديمومتها، وضرورة ادراج الجدوى الاقتصادية للعمليات الايكولوجية والاهم في ذلك هو توعية الانسان، توعية بيئية شاملة ووضع اسس عملية لاستغلال الموارد النباتية والحيوانية، ووضع خطط دقيقة لحماية كوكب الارض من كافة مصادر التلوث الكيميائية والحرارية والنووية، وتخفيض استهلاك الوقود في وسائل المواصلات، وايجاد وسائل بديلة لا تترك اثار سلبية في البيثة.

الأمطار والثلوج
ظلت كيفية تكون الأمطار لغزاً كبيراً حير كثير من العلماء مع الزمن ، ولم يكن من الممكن اكتشاف مراحل تكون الأمطار إلا بعد اكتشاف الرادارات . ويتكون المطر نتيجة تبخر مياه البحار والأنهار بسبب الحرارة كما تطلق النباتات كمية من بخار الماء ليتصاعد البخار إلى طبقات الجو العليا لخفته ثم يبرد و يتكاثف على شكل غيوم ثم تحمل الرياح الغيوم و تأخذها إلى اليابسة وعندما ترفعها إلى أعلى طبقات الجو تنخفض حرارتها أكثر فتسقط الأمطار .
ولقد توصل العلماء إلى حقائق بالنسبة لتكون الغيوم الممطرة فالغيوم الممطرة تتكون و تتشكل وفق مراحل محددة . فمثلاً مراحل تكون الركام و هو أحد أنواع الغيوم الممطرة هي كالآتي
1- المرحلة الأولى : هي مرحلة الدفع حيث تحمل الغيوم أو تدفع بواسطة الرياح.
2- المرحلة الثانية : هي مرحلة التجمع حيث تتراكم السحب التي دفعتها الرياح مع بعضها لتكون غيمة أكبر .
3- المرحلة الثالثة : هي مرحلة التراكم حيث أن السحب الصغيرة عندما تتجمع مع بعضها فإن التيار الهوائي الصاعد في الغيمة الكبيرة يزداد ، والتيار الهوائى في مركز الغيمة يكون أقوى من التيار في أطرافها ، و هذه التيارات تجعل جسم الغيمة ينمو عمودياً و لذلك فإن الغيمة أو السحابة تتراكم صعوداً . حينما تتكون حبات المطر و البرد و تصبح أكبر ثم أكبر و عندما تصبح حبات المطر و البرد ثقيلة جداً على التيارات الهوائية بحيث يتعذر عليها حملها تبدأ بالهطول من السحب الممطرة على شكل مطر أو حبات ثلج أو غيرها .
ويجب أن ندرك أن علماء الأرصاد الجوية لم يعرفوا تفاصيل تكون الغيوم ووظيفتها إلا من خلال استخدام التقينات المتطورة مثل الطائرات و الأقمار الصناعية و الحواسيب و من الواضح إن الله سبحانه وتعالى أعطانا هذه المعلومات عن الغيوم قبل 1400 سنة في زمن لم تكن تعرف فيه .
(اللَّهُ الَّذِي يُرْسِلُ الرِّيَاحَ فَتُثِيرُ سَحَاباً فَيَبْسُطُهُ فِي السَّمَاءِ كَيْفَ يَشَاءُ وَيَجْعَلُهُ كِسَفاً فَتَرَى الْوَدْقَ يَخْرُجُ مِنْ خِلالِهِ فَإِذَا أَصَابَ بِهِ مَنْ يَشَاءُ مِنْ عِبَادِهِ إِذَا هُمْ يَسْتَبْشِرُونَ) (الروم:48) .
عزيزي القارئ من الممكن أن تكون على علم من قبل بالمعلومات السابقة ولكن هل تعلم عزيزي القارئ أن الأمطار الغزيرة قد تتسبب في ثوران البراكين , اكتشف علماء البراكين أن الأمطار الغزيرة يمكنها استثارة أخطر أنواع الثورات البركانية المسمى "انهيار القبة", الأمر الذي قد يساعد على التنبؤ بموعد ثوران البراكين التي تسببت في وقوع أكبر عدد من الوفيات على مدى قرن من الزمان.
أنواع الأمطار
تختلف أنواع الأمطار تبعاً للطرق المتنوعة التي تؤدي إلى صعود الهواء الدافئ الرطب إلى أعلى ثم تعرض هذا الهواء للبرودة والتكاثف في طبقات الجو العليا، وسقوطه على شكل مطر.
وهنا يمكن أن نتحدث عن ثلاث عمليات رئيسة مختلفة تؤدي إلى صعود الهواء، ومن ثم ميز الباحثون ثلاثة أنواع مختلفة كذلك من الأمطار:
1-الأمطار الانقلابية أوأمطار التيارات الصاعدة :
-يكثر هذا النوع من الأمطار في الجهات الاستوائية ويرجع سقوطة إلى ارتفاع درجة حرارة سطح الأرض بفعل ارتفاع درجة حرارة الجو , وتتساقط هذه الأمطار خلال فترة ما بعد الظهيرة , وتتساقط الأمطار الانقلابية طوال السنة , وتتسم بغزارتها وتسقط في صورة زخات منهمرة , وهي غير مفيدة للنشاط الزراعي بل تؤدى إلى تجريف التربة وتعريتها .
2- والأمطار التضاريسية:
وهي أكثر أنواع الامطار شيوعا وتسقط عندما تعترض المرتفعات الرياح المحملة ببخار الماء , وتتوقف كمية هذه الأمطار على مقدار بخار الماء في الهواء وهي الأمطار التي تسقط عند قمم الجبال.
3- والأمطار الإعصارية أو أمطار الجبهات:
تتساقط هذه الأمطار عندما تتقابل كتلة هوائية ساخنة وكتلة هوائية باردة , وعادة ما تسقط هذه الأمطار مصحوبة بعواصف الرعد والبرق .
وهناك عدد من العوامل تؤثر على سقوط الأمطار من هذه العوامل :
اتجاه الرياح: يؤدي اتجاه الرياح دوراً هاماً في كمية بخار الماء التي تحملها الرياح. فإذا هبت الرياح من البحر أو مسطح مائي كبير إلى اليابس فهذه الرياح تكون رطبة، ومحملة ببخار الماء، الذي يؤدى إلى سقوط أمطار. بينما لو كانت الرياح متجهة من اليابس إلى البحر فإنها تكون رياحاً جافة، وتقل فيها الرطوبة، ويُطلق عليها اسم الرياح الجافة وفرصة سقوط الأمطار بسببها تكاد تكون منعدمة.
درجة الحرارة: يعمل ارتفاع درجة الحرارة على زيادة عمليات التبخر، خاصة المسطحات المائية، مما يؤدى إلى ازدياد الرطوبة في الهواء، ويساعد ذلك على نشاط التيارات الهوائية الصاعدة، وسقوط الأمطار في الجهات، التي تتوفر بها المسطحات المائية. أمّا إذا حدث العكس، خاصة في المناطق، التي يقل بها المسطحات المائية، فيلاحظ أن انخفاض درجة الحرارة يؤدى إلى انخفاض نسبة الرطوبة في الهواء وعدم حدوث أي تكاثف.
الموقع الجغرافي: يؤثر قرب أو بُعد المناطق عن البحار والمحيطات على توزيع الأمطار وكمياتها، فالمناطق، التي تحيط بها بحار واسعة ومسطحات مائية كبيرة، تكون في الغالب أكثر مطراً من المناطق، التي تبعد عن البحار، ولذا تُعد الجهات الساحلية من أغزر الجهات مطراً في العالم.
التضاريس: تجذب المرتفعات وقمم الجبال كمية كبيرة من الأمطار، أكثر من الكميات، التي تستقبلها السهول، ويرجع سبب ذلك إلى أن القمم الجبلية تعمل على إعاقة الرياح وإجبارها إلى الارتفاع إلى أعلى فيحدث نتيجة لذلك سقوط الأمطار.
2- بعض مظاهر التكاثف في الهواء المرتفع عن سطح الأرض
عندما يزداد بخار الماء في الهواء المرتفع عن سطح الأرض، ويصل إلى درجة التشبع (أي الرطوبة النسبية 100%)، يتعرض هذا الهواء لعمليات التكاثف، وينتج عن ذلك تكون عدة ظاهرات جوية منها البرد ، والثلج ، والسحب ، والأمطار.ويلاحظ أن كلاً من البرد، والثلج، والأمطار تسقط على سطح الأرض، ويطلق على سقوطها تعبير التساقط.
البرد
وهـو عبـارة عن حبات مستديرة من الثلج ، يبلغ قطرها حـوالي 1.5
سم، وقد تزيد عن ذلك فيزداد قطرها إلى عشرة سنتيمترات، وترتبط نشأة البرد
بحركة التيارات الهوائية الصاعدة في المناطق، التي تتعرض لصعود الهواء بشدة.
الثلج
يُعد الثلج مظهراً من مظاهر التكاثف نتيجة لتجمد بخار الماء في طبقات الجو العليا، وظهوره على شكل جسم صلب ، ولا يحدث ذلك إلاّ إذا انخفضت درجة حرارة الهواء إلى أقل من درجة التجمد، وقد يتكون الثلج بصورة مباشرة. وقد تختلط بلورات الثلج بماء المطر، أو قد تتعرض قطرات المطر عند سقوطها في المناطق الباردة إلى التجمد، ويُطلق على الثلج أو المطر المتجمد جزئياً اسم قطقط , ويتكون الثلج عند بداية سقوطه على سطح الأرض من قشور هشة خفيفة الوزن، وتتطاير في الجو كالقطن المندوف، لكن عند تجمع الثلج بعضه فوق بعض يتعرض بدوره للانضغاط، ويتماسك بشدة ويصبح شديد الصلابة، ويعرف في هذه الحالة بالجليد.
ويترتب على تساقط الثلج في الجهات المأهولة بعض الأضرار، مثل قطع أسلاك
البرق، وتعطيل سبل النقل والمواصلات. ويترتب على تساقط الثلج أو ترسبه على أجسام الطائرات أثناء طيرانها حدوث اختلال في توازنها وضعف قدرتها على الحمل.
. لهذا يُفضل الطيارون عادة الارتفاعات فوق مستوى السحب خاصة إذا
كانت من النوع الركامي Cumulus. وتزود بعض الطائرات بأجهزة خاصة لإزالة ما قد يترسب من الثلوج أولاً بأول.
المراجع والمصادر
- مجلة المنتدى. دبي العدد 149 ديسمبر 1995 م. "الامطار الحمضية.. للاستاذ عبدالحميد غزي بن حسن".
- صحيفة الجزيرة. المملكة العربية السعودية :-82 تاريخ 1995/4/1م. "الامطار الحمضية والضباب الدخاني للاستاذ عبدالحمد غزي بن حسن".
- مجلة القافلة. المملكة العربية السعودية. العدد ذو القعدة 1416هـ. "الامطار الحمضية للاستاذ اسماعيل امين الحلبي".
- مجلة الثقافة المملكة العربية السعودية. العدد فبراير 1993م "التلوث البيئي الهم الكبير لسكان الارض للاستاذ عبدالحميد غزي بن حسن".
- مجلة العلوم الاميركية. الكويت. العدد 8. المجلد السادس 1989. "المطر الحمضي".
- مجلة عالم المعرفة. العدد 152 اصدار المجلس الوطني للثقافة والفنون والاداب. الكويت. أغسطس 1990. "التلوث مشكلة العصر للدكتور احمد مدحت اسلام".
- بقلم هارون يحيى
- الأستاذ الدكتور مهندس/مصطفى محمد الجمال
أستاذ متفرغ- كلية الهندسة –جامعة الإسكندرية-جمهورية مصر العربية
- مجلة علوم وتكنولوجيا
عدد : اكتوبر / نوفمبر 2002