از گرد باد چه می‌دانید؟

[~Bad girl~]

کره‌ی زمین در حال چرخش به گرد محور خویش است. این امر ایجاب می‌کند که نقاطی از کره‌ی زمین که به خط استوا نزدیک‌تر است دارای سرعت خطی بیشتری باشند. خوب حالا گودال خیلی وسیعی در نیم‌کره‌ی شمالی را در نظر بگیرید. برای راحتی فرض کنید این گودال آن قدر بزرگ آست که لبه‌ی شمالی‌اش در نزدیکی قطب شمال و لبه‌ی جنوبی‌اش در نزدیکی خط استوا (در شمال آن) می‌باشد.



حال تصور کنید که از اطراف این گودال قرار است آب‌ها بر اثر سنگینی خود به داخل گودال فرو شوند. به دلیل گردش زمین و آن چه بر آن است به گرد محور چرخش زمین، آب‌هایی که قرار است از خط استوا به گودال فرو شوند قبل از فرو شدن، دارای سرعت خطی بیشتری نسبت به آب‌هایی هستند که قرار است از نزدیکی قطب شمال به گودال فرو شوند. جهت این سرعتِ خطی، هم‌جهت با چرخش زمین به دور خود می‌باشد.



پس به زبان ساده‌تر در حالی که آب‌های نزدیک قطب قبل از به گودال ریختن تقریباً ساکنند آب‌های نزدیک استوا همراه با زمین به طرف شرق کشیده می‌شوند و وقتی قرار است در عین حال به گودال (به طرف شمال) نیز بریزند به طرف شمال شرقی هدایت می‌شوند که این به خاطر سیال بودن آب باعث چرخش پادساعتگرد (به حرکت در سوی مخالف عقربه‌های ساعت، پادساعت‌گرد گفته می‌شود. پیشوند فارسی پاد- به معنی ضد است).


آب به هنگام فرو رفتن به گودال در نیم‌کره‌ی شمالی می‌شود. استدلالی کاملاً مشابه نشان می‌دهد که اگر این گودال در نیم‌کره‌ی جنوبی ‌بود چرخش آب، ساعتگرد می‌بود. (یک حرکت ساعتگرد حرکتی است که همانند عقربه‌های یک ساعت حرکت کند یعنی از بالا به راست، سپس به سوی پایین و سپس به چپ) آن چه در این جا به زبان ساده بیان شد همان نیروی کوریولیس است که در فیزیک مطرح است.

این وضعیت به طور ایده‌آل در مورد تمام گودال‌ها با هر ابعادی هرچند کوچک برقرار است مگر آن که عاملی دیگر در ابتدا باعث شود چرخش سیال در جهت عکس شروع شود. پس حداقل نتیجه‌ای که می‌گیریم این است که فرو شدنِ آب سیال در یک سوراخ بر اثر وزن خود بر روی زمین، به صورت گردابی یا چرخشی است.


در این‌جا با توجه به مشابهتی که بین گردباد و گرداب، در این که در هر کدام سیالی در حال چرخشند، وجود دارد از خود می‌پرسیم که آیا همان علتی که برای گرداب ذکر شد برای گردباد نیز صادق است یا نه. برای بررسی این امر باید کلیه‌ی شرایط هوای سیال به هنگام وقوع گردبادهای بزرگ درنظر گرفته شود.



این نوع گردبادها معمولاً هنگامی اتفاق می‌افتند که سطح زمین به علت تابش آفتاب بسیار گرم شده است و هم‌زمان رطوبت فراوان ناشی از تبخیر آب‌های گرم سطحی این گرما و حفظ آن را تشدید کرده است.



اگر اولاً این امر در موقعیتی تقریباً ناگهانی واقع شود و ثانیاً هم‌زمان به علل جوی توده هوایی سرد عموماً در قالب ابر یا ذرات معلق در هوا بر روی این هوای گرم واقع شود و به گونه‌ای هم‌چون بالشتکی آن را بین خودش و زمین برای لحظاتی محبوس کند و ثالثاً شرایط به گونه‌ای باشد که منفذی در این بالشتک ایجاد شود یعنی در ناحیه‌ی کوچکی از آن که احتمالاً می‌تواند ضلع پایینی توده ابر کوچکی باشد هوا به سردیِ بقیه جاهای ضخیم بالشتک سرد نباشد، آن‌گاه هوای گرم سبک و مرطوبِ مجاور زمین که به علت گرما سبک‌تر از هوای سرد شده و دنبال راهی برای صعود و نفوذ به هوای بالاست این منفذ را هم‌چون سوراخی برای نفوذ خواهد دید و از همه سو برای گذشتن از آن جاری می‌شود.



گرد باد, گردبادهای دریایی,چگونگی ایجاد گردباد



در این جا وضعیت کاملاً مشابه است با همان سوراخی که گفتیم بر روی زمین وجود دارد و آب به هنگام فرو شدن به آن به دور خود نیز می‌چرخد. پس هوای جاری به طرف این سوراخ به همان دلیل نیروی گفته شده‌ی کوریولیسی، به هنگام گذشتن از این سوراخ جوی هم‌زمان به دور خود نیز خواهد چرخید. در این حال بخار آب موجود در این هوای گرم و شرجی در برخورد با هوای سرد بالشتک مذکور چگال شده و به قطرات آب که همان باران است تبدیل می‌شود و فرو می‌بارد.



بر حسب این که میزان گرما و رطوبت این لایه هوای محبوس شده چقدر باشد و نیز این که تفاوت دمایش با هوای سرد و خشک بالشتک چقدر باشد و نیز این‌که شرایط جوی چقدر اجازه دهد که راه دررو دیگری برای هوای گرم گیر افتاده در زیر بالشتک هوای سرد و ابری نباشد، بزرگی و شدت گردباد متفاوت است. این بزرگی حتی می‌تواند وسعت گردباد را به صدها کیلومتر برساند. در چنین شرایطی روشن است که ناحیه‌ی مرکزی گردباد که چشم گردباد نامیده می‌شود و در آن بالطبع سرعت خطی باد به طور کاملاً محسوسی خیلی کمتر است ممکن است ده‌ها کیلومتر وسعت داشته باشد و همین امر افراد واقع در این منطقه را فریب دهد که گردباد تمام شده است.


گردبادها همیشه در اثر ناپایداری بیش از حد در جو به وجود می‌آید. در چنین هنگامه‌ای، آهنگ كاهش دما با ارتفاع در محیط زیاد است. گردباد در حقیقت همان فعالیت توفان تندری بسیار نیرومند است. گردباد (سیاه باد) ترجمه واژه اسپانیایی تورنادو به معنی توفان تندری است.
به جز بادهای شدید و توانمندی كه این پدیده تولید می‌كند، ویرانی ساختمان‌ها تا حدی در اثر انفجار همراه با این پدیده است. فشار جو ممكن است در زمان كمتر از یك دقیقه بیش از 50 میلی بار كاهش یابد. اختلاف فشار زیاد میان داخل ساختمان بسته و جو خارج آن، باعث انفجار شده و ممكن است دیوارها و سقف ساختمان را به سوی خارج پرتاب كند.


بزرگترین منطقه گردباد خیز جهان Tornado alley در منطقه میسی‌سیپی است و سالانه میانگین 200 تورنادو در آن رخ می‌دهد.
گردبادهای دریایی - Water Spouts
گردبادهای دریایی در روی دریا رخ می‌دهند و به كشتی‌هایی كه در مسیر آنها قرار دارد خسارت چشمگیر وارد می‌كنند. گردبادهای دریایی دو نوع هستند، یك نوع همانند گردباد خشكی است كه در روی دریا رخ می‌دهد، یعنی از گسترش قیفی شكل ابر كومولونیمبوس به سوی پایین ایجاد می‌شود. نوع دیگر از سطح آب به سوی بالا گسترش می‌یابد و به طور مستقیم به ابر مربوط نیست.
هر دو پدیده، جدا از پیدایش آن، گردباد دریایی water spout خوانده می شود، زیرا آب به داخل آن و به سوی بالا رانده می‌شود.