מאת סקיפר יער ארז
זהו הציור הידוע "הצעקה" של האמן הנורווגי אדוארד מונץ'. יש מדענים הסבורים שהאמן יצר אותו מהתרשמות מענני סטרטוספירה קוטביים. אם זה נכון, הרי שהציור של מונק הוא אחד הייצוגים החזותיים המתועדים הראשונים של PSC.
הביטו בתמונה שלפניכם. כך נראים עננים סטרטוספריים קוטביים (PSC). אפשר לעיתים לבלבל בניהם לבין זוהר הקוטב, אבל זו תופעה אחרת לגמרי. עכשיו נסביר מדוע:
היכן נוצרים עננים סטרטוספריים קוטביים?
השכבה הנמוכה ביותר של האטמוספירה היא הטרופוספירה. הסטרטוספירה היא השכבה שמעליה, בגובה של כ 10-50 ק"מ. עננים אלה מופיעים בסטרטוספירה התחתונה, בגובה 15-25 ק"מ. הם נקראים קוטביים מכיוון שהם נצפים בעיקר בקווי רוחב קוטביים, מעבר לחוג הקוטב, כלומר צפונית ל 66.5 מעלות צפון ודרומית ל 66.5 מעלות דרום (איור 1).
זו תופעה נדירה ביותר! בצפון אירופה, גרינלנד, רוסיה, קנדה וארה"ב ובאנטארקטיקה יש את הסיכויים הגבוהים ביותר לראות את PSC. למרות שלעתים נצפים עננים כאלה גם בקווי רוחב נמוכים יותר.
מתי אפשר להתבונן בהם?
הזמן הטוב ביותר לתצפית על PSC הוא מיד אחרי השקיעה או ממש לפני הזריחה. בשלב זה (20 דקות לאחר השקיעה ו -20 דקות לפני הזריחה) השמש נמצאת 1-6 מעלות מתחת לאופק ומאירה את העננים בסטרטוספירה.
כדי שייווצרו PSC צריך טמפרטורה נמוכה באופן חריג: לא גבוהה ממינוס 78 מעלות צלסיוס (!). תנאים כאלה מושגים לעתים רחוקות מאוד ורק בתקופת החורף-אביב. לכן, PSC מופיעים רק בעונה הקרה, בניגוד לעננים ליליים שנצפים בקיץ.
כיצד נוצרים העננים האלה?
מבחינה כימית עננים אלה מורכבים מטיפות של חומצה חנקתית וגופרתית ומים.
חומצה חנקתית נגזרת מחנקן המהווה 78% מהאטמוספירה. חומצה זו נוצרת במהלך סופות רעמים, כשברק מכה יש פריקה של מתח חשמלי בטמפרטורות גבוהות במיוחד, החנקן מגיב עם חמצן ואז מגיב עם מים. התוצאה היא חומצה חנקתית במצב גזי. אדי החומצה החנקתית נכנסים לסטרטוספרה.
חומצה גופרתית יכולה להיווצר ישירות בסטרטוספירה. בהתפרצויות געשיות חזקות, תרכובות גופרית גזיות נדחקות לסטרטוספירה, שממנה נוצרת חומצה גופרתית נוזלית. פעילות געשית יוצרת תנאים נוספים להופעת PSC בשמיים.
מים. בסטרטוספירה יש אדי מים פי אלף פחות מאשר בטרופוספירה. עם זאת, ישנם מנגנונים שונים שבאמצעותם כמות הלחות הדרושה מגיעה לשם. מנגנון מעניין מאוד הוא שבגובה של 120-200 ק"מ, בתרמוספירה, (שכבה גבוהה באטמוספירה) מתרחשת הצתה עצמית ושריפה של מימן. במהלך הבעירה, כלומר בתהליך שילוב מימן עם חמצן, נוצרים אדי מים. מאחר ואדי מים כבדים יותר ממימן, הם יורדים בגלל כוח המשיכה ונכנסים לסטרטוספירה.
עכשיו השאלה העיקרית: איך כל הרכיבים הללו הופכים לענן?
כל ענן מורכב מחלקיקים נוזליים או מוצקים, ולעתים קרובות שניהם בו זמנית. ענן נוצר אם גז הופך לחומר נוזלי או מוצק, כלומר מתעבה.
חלקיקי הגז הקטנים ביותר צריכים להתאגד כדי ליצור טיפות גדולות יותר, אך מולקולות הגז עצמן אינן נמשכות זו לזו. עיבוי באטמוספרה מתרחש מכיוון שיש באוויר חלקיקים נוזליים ומוצקים שונים, כמו מלח-ים או אבק. חלקיקים אלה משמשים כמגנטים למולקולות גז, כביכול. הם מושכים ושומרים על מולקולות גז, והם מתאחדים בטיפות. חלקיקים מוצקים ונוזליים אלה נקראים גרעיני עיבוי. גרעיני העיבוי הם חלקיקי החומצה גופרתית. אדי המים והחומצה החנקתית מתעבים עליהם. הגודל והצפיפות של חלקיקי ענן כאלה הם קטנים מאוד, מה שאומר שהאור המפוזר מהם חלש. לכן PSC כזה חיוור למדי, וקשה להבחין בו.
סוג אחר של PSC יוצרים גלים צבעוניים בוהקים: הם מורכבים רק מגבישי קרח. מדובר בחלקיקים גדולים יותר המפיצים אור טוב יותר. לכן, עננים כאלה בהירים בהרבה, והם נראים בבירור בשמיים.
זרם סילון מהטרופוספירה נותן להם את המבנה האופייני לצורת גל.
מהו זרם הסילון?
כל רוח, כלומר תנועה מהירה של אוויר, מופיעה בין נפחי אוויר עם טמפרטורות וצפיפות שונות. אך בגבול שבין מסות האוויר – במיוחד נפחי אוויר גדולים עם הבדלי טמפרטורה גדולים – מופיעות רוחות חזקות במיוחד המסוגלות להגיע למאות קילומטרים לשעה. רוחות אלה נקראות זרמי סילון.
זרמי סילון שכיחים למדי בטרופוספירה (השכבה התחתונה של האטמוספרה). אם זרם סילון פוגש מכשול בדמות רכס הרים בדרכו, הזרם מואץ במורד במדרון. כך נוצר גל בזרם סילון (איור 3). באזורים קוטביים גובה הטרופוספירה הוא רק 7-8 ק"מ, כך שקצה הגל עשוי להיכנס לתוך הסטרטוספירה. כאשר הסטרטוספירה לחה יותר, היא מתעבה בטמפרטורות נמוכות מאוד: מים גזיים הופכים לגבישי קרח המרכיבים PSC. כך נוצרים העננים בצורת גלים צבעוניים בהירים.
קרדיט: Windy.App
פוסטים נוספים:
הוריקן ים תיכוני
ההוריקן הים תיכוני הינו תופעה דמוי סופה טרופית המתרחשת בים התיכון. (באנגלית Medicane שילוב של המילים Mediterranean (הים התיכון) ו-Hurricane (הוריקן).
למה השמיים כחולים
כל הילדים שואלים את השאלה הזו ואז הם הופכים למבוגרים ו … ממשיכים לשאול את אותה שאלה. האם השמיים באמת כחולים? ומה צבע השמש? ולמה השקיעה אדומה? היום נענה בצורה ברורה.
מסתורי "האש של סנט אלמו"
מהי "האש המשונה" שראה כריסטופר קולומבוס במסעו מאירופה לאמריקה? ננסה לברר.
רוחות הסחר
מהי "האש המשונה" שראה כריסטופר קולומבוס במסעו מאירופה לאמריקה? ננסה לברר.
