עמיתים מקושריםגליון מס'   12

 

 



             דורון אפרתי, המרכז להשתלמויות מורים למדע ולטכנולוגיה, שלומי




אם כל כך חם ולח אז מדוע לא יורד גשם בקיץ בישראל? 
                                     

          


 

בדרך כלל אנו רגילים שגשם יורד בישראל בחורף כאשר קר. לכן, בזיכרון הקולקטיבי שלנו גשם מתקשר עם חורף ורבים מאיתנו הופכים את התחושה לנוסחה: גשם = קור.  אבל, ראוי לזכור שהכי הרבה גשם יורד דווקא באזורים טרופיים שבהם חם מאד, הרבה יותר מאשר באזורים קרים. לראייה, באירופה הקרה כמויות הגשם בד"כ כ- 500 מ"מ בדרומה, כ- 700 מ"מ במרכזה ועד 1000 מ"מ בצפונה. בקטבים כמויות המשקעים השנתיות פחותות מ- 100 מ"מ והם מוגדרים מבחינה אקלימית כמדבריות.

באזורים טרופיים כמויות הגשם בד"כ מעל 3000 מ"מ והן מגיעות אף ל- 10,000 מ"מ ויותר. השיא העולמי באזור מסויים בבורמה ששם יורדים בממוצע בשנה כ- 14,000 מ"מ. לעומתם, יש אזורים טרופיים בהם לא יורדים משקעים כלל כגון הסהרה.

מדוע זה כך?

גשם יורד מעננים ואלה נוצרים מהתאיידות מים מפני האוקיאנוסים. מידת ההתאיידות תלויה בין השאר בטמפרטורת מי הים וככל שהמים חמים יותר הם מתאדים יותר לכן נוצרים יותר עננים ויורדים יותר גשמים. כפי שנראה במפה הבאה, טמפרטורת מי הים הממוצעת השנתית בטרופיים כ- °c30 לעומת כ-  °c12 אצלנו ו  °c1 בצפון האוקיאנוס האטלנטי למשל.

 

מפה מס. 1 : טמפרטורות פני הים הממוצעות

 

Atmospheric Water Vapour July 1992.

 

מפה מס. 2 : כמות אדי המים באויר במ"מ

Annual Precipitation

 

איור מס. 1 : כמות המשקעים השנתית העולמית במ"מ 

 

באיור למעלה אנו רואים את כמויות המשקעים היורדות מעל אוקיאנוסים בקווי הרוחב השונים ויש קשר ישר בין הכמויות לטמפרטורות שבמפה מס. 1   ולכמות אדי המים שבמפה מס. 2.

 

האוויר הנוגע בפני המים מתחמם בהתאם לטמפרטורת המים לכן גם האוויר חם יותר בטרופיים מאשר בקווי רוחב גבוהים (המושגים קווי רוחב גבוהים ונמוכים נובעים מכך שקו המשווה מוגדר  °0 ובקטבים  °90) . ומכאן חשוב לזכור את העובדות הבאות:

1. כשאוויר מתחמם, ככל גז הוא מתפשט ונעשה דליל.

2. לכן כשאוויר מתחמם הוא נעשה קל יותר ומתחיל להתרומם. אנחנו מרגישים זאת היטב כאשר חשים באויר עולה מעל תנור חימום. גם כדורים פורחים נעזרים באותו עיקרון. מחממים את האוויר ומנפחים את הכדור עד שהוא נעשה קל מהאוויר ומתחיל להתרומם.

 

איור מס. 2

 

כשגז מתחמם, (וגם אוויר כמובן) מולקולות הגז נעות מהר יותר לכל הכיוונים ומתרחקות זו מזו לכן הגז
נעשה דליל וקל יותר.
הן נעות לאזורים פחות צפופים לכן בד"כ כלפי מעלה.

כשגז מתקרר, המולקולות נעות לאט יותר, הן מצטופפות והוא נעשה כבד ושוקע כלפי מטה.

 

איור מס. 3

 

 

לכן, מעל אוקיאנוסים חמים ואזורים טרופיים בכלל, אוויר חם מתרומם.

3. לחץ האוויר מעל פני הים נובע ממשקל עמוד האוויר המתחיל מגובה מפלס הים ונגמר אי שם בקצה האטמוספרה. כשאנו עולים בגובה, עמוד האוויר הלוחץ עלינו הולך ומתקצר לכן לחץ האוויר יורד עם הגובה.

 

איור מס. 4 : השתנות לחץ האוויר עם הגובה

 

לכן, האוויר החם והקל המטפס למעלה נתקל בשכבות הגבוהות יותר בלחץ נמוך יותר סביבו והוא מתפשט לצדדים.

4. כל גז (ואוויר בכלל זה) מתקרר כאשר הוא מתפשט. הסיבה נובעת מכך שהחום הפנימי של הגז נוצר מהתנגשויות בין המולקולות שלו. כשגז נדחס, ההתנגשויות מתגברות (כמו בהתנגשות חזיתית בין מכוניות) ולהיפך, כשהוא מתפשט, ההתנגשויות נחלשות. לכן, האוויר החם והקל המטפס למעלה מתקרר ואילו אוויר קר וכבד ששוקע מתחמם. קצב הקירור והחימום קבוע והוא  °c1 לכל 100 מטר גובה.

שאלה:  אם הטמפרטורה בחוף הים ביום מסויים °c20 והרוח נושבת לכיוון היבשה ומטפסת על הר שגובהו 1200 מ' (כגובה הר מירון), מה תהיה טמפרטורת האוויר על ההר?

התשובה במהופך:

 5. כפי שציינו, האוויר מעל האזורים הטרופיים חם ולח לכן, כשהוא מטפס למעלה הוא מתקרר. אוויר חם ולח שמתקרר מתעבה ונוצרים בו עננים (על העיבוי במאמר נפרד). לכן מעל האזורים הטרופיים יש הרבה עננים וכאמור יורדים שם הרבה גשמים. לא כל העננים מורידים גשמים ודרושים תנאים רבים לכך אבל בעיקרון, עננים נמוכים ומפותחים אנכית (מספר ק"מ) שיש בהם טמפרטורות נמוכות מ  °c0 עשויים להוריד משקעים. 

אם רק אוויר חם היה מטפס למעלה ולא היה שוקע אוויר קר, כל האטמוספרה הייתה נעלמת זה מכבר ולא היינו קיימים על כדור הארץ. העובדה שהאטמוספרה קבועה ויציבה אומרת לנו שעל כל מקום שאוויר חם מטפס בו, במקום אחר על כדור הארץ אוויר קר שוקע.

6. במקומות שבהם אוויר קר שוקע, הוא נתקל ברדתו מטה בלחץ האוויר הגבוה יותר לכן הוא נדחס וכאמור בסעיף 4, הוא מתחמם. כשאוויר מתחמם ללא שינוי בכמות אדי המים שבו, הוא מתייבש וכשהוא מתקרר הוא נעשה לח יותר לכן בד"כ ביום יבש יותר ובלילה יש טל ולעיתים אף ערפל. זו גם הסיבה שבבית מחומם חזק בחורף, יבש מאד ולהורים לתינוקות מומלץ להעלות בו את הלחות.

באזורים בעולם בהם שוקע אוויר חם ויבש אין עננים, לא יורדים משקעים והם מכונים – מדבריות.  

 

וכאן מתחיל ההסבר לסיבה מדוע בישראל לא יורד גשם בקיץ.

האוויר החם והלח שמטפס באזורי קוו המשווה מתקרר שם, מתעבה ומוריד גשמים רבים.

הוא שוקע בחזרה לכדור הארץ בסביבות קווי רוחב גבוהים יותר °30 - °20 צפון ודרום. במקומות בהם הוא שוקע, הוא יוצר את רצועות המדבר.

 

Biome Map

מפה מס. 3: מדבריות העולם. הקו הישר האמצעי הוא קו המשווה. הקווים האדומים הם קווי רוחב  °30

 

בחציו הצפוני של כדור הארץ המדבריות הם: הסהרה, מדבר חצי האי ערב, אירן, אפגניסטן ופקיסטן, מדבר גובי בסין, מדבר סונורה במקסיקו ומוייב בקליפורניה.

בתקופת החורף בחציו הצפוני של כדור הארץ, שקיעת האוויר החם מוגבלת לצפון אפריקה ולסעודיה אך אינה מגיעה עד חופי הים התיכון, מה שמאפשר לאוויר קריר ולח מאירופה לחדור דרומה ולהוריד משקעים באזורים אלו כולל בארצנו. בקיץ, שקיעת האוויר מתפשטת צפונה והיא מכסה את כל אזורי הים התיכון. אז, בכל האזורים הללו לא יורדים גשמים.

אנו יודעים שחם בארץ בקיץ. אם כן, אוויר חם מטפס אצלנו למעלה ומתקרר כפי שתואר בסעיף 5. כאשר מטפס ומתקרר אוויר מדברי ויבש, הוא צריך להתקרר המון על מנת להצטופף די ולהתעבות. באזורי מדבר זה קורה בד"כ בגבהים שמעל 6 ק"מ. בגבהים אלו הטמפרטורות נמוכות בהרבה מ-  °c0

לכן, כאשר האויר מתעבה והופך לטיפונות זעירות, הוא בו זמנית גם קופא והופך לקרח, תהליך הקרוי "המראה" או סובלימציה.
העננים מעל מדבריות עשויים אם כן מקרח. למשל ענני נוצה.

 

תמונה מס. 1 : ענני נוצה מעל אזור מדברי

 

זה יכול להסביר מדוע לא יורדים גשמים בנגב למשל, שהוא המשכו הטבעי של מדבר סיני והסהרה.

לגבי מישור החוף, אנו זוכרים שבקיץ חם ולח (מזג אוויר זה מכונה "הביל"). הלחות היחסית במישור החוף בתקופת הקיץ מגיעה ל- 80%.  אוויר חם ולח אמור לטפס למעלה, להתקרר ולהתעבות כאמור בסעיף 5 אז למה זה לא קורה בישראל?

פשוט מאד, האוויר אכן מתחיל לטפס ולהתקרר (זוכרים, °c1 לכל 100 מטר גובה ?) אך אבוי, בהגיעו לגובה של כ- 1500 מ' (בכמה מעלות הוא הספיק להתקרר?), הוא נתקל באוויר החם והיבש השוקע, זה שעלה בקו המשווה ובקיץ שוקע על כל אזורי הים התיכון. 

 

 


 

התוצאה:

בד"כ לא נוצרים עננים נמוכים ומפותחים בישראל בקיץ, אפילו במישור החוף ואם הם כן נוצרים, הם אינם מפותחים דיים והטמפרטורה בהם גבוהה בהרבה מ-  °c0 לכן הם אינם ממטירים גשמים.

באופן נדיר ומסיבות שאינן ברורות , אחת לשנתיים שלוש, שקיעת האוויר החם והיבש מהטרופיים נסוגה באמצע הקיץ חזרה דרומה. אזי, האוויר החם והלח שמטפס במישור החוף אינו נתקל במחסום המקובל בגובה 1500 מ' אלא ממשיך לטפס מעלה ולהתקרר ולהתעבות. נוצרים עננים מפותחים ויורדים משקעים המכונים גשמי קיץ. נדיר אבל זה קורה וכאשר זה בא, הגשם מרענן ומקל מעט על החום.